Sn58Bi-xW复合钎料焊点微观组织及性能的研究

采用SEM、EDX等手段,研究了Sn58Bi-x W钎料润湿性能、组织形貌及焊点接头力学性能。结果表明:适量W颗粒可以提高Sn58Bi润湿性,随着W颗粒含量的增加,钎料的润湿性呈现先上升后下降的趋势,W质量分数为0.05%时润湿性最好,其铺展面积为132.73 mm~2。W颗粒可以有效细化Sn58Bi钎料合金的微观组织,减小焊点界面IMC厚度,当W添加量为质量分数0.1%,Sn-58B钎料的微观组织最为细小,界面IMC的厚度为0.71μm,焊点的抗拉强度最高,达101.6 MPa。     

混合稀土对Sn-0.70Cu-0.05Ni钎料组织与性能的影响

向Sn-0.70Cu-0.05Ni无铅钎料中添加微量混合稀土元素RE(主要是La和Ce),研究了RE添加量对该钎料合金显微组织及性能的影响.结果表明,添加微量的RE能显著细化该钎料合金组织,抑制金属间化合物的生长,改善合金的组织分布,提高钎料的润湿性及力学性能.当w(RE)为0.10%时,钎料的润湿力,拉伸强度分别为3...     

La对Sn-Ag-Cu无铅钎料组织与性能的影响

研究了微量稀土La对Sn-3.0Ag-0.5Cu无铅钎料显微组织、力学性能、断口形貌、润湿性能和熔点的影响.结果表明:La的质量分数为0.1%可使钎料合金晶粒细化,并显著提高钎料合金力学性能和润湿性能;添加La的质量分数为0.4%将形成粗大LaSn3初生枝晶相,降低力学性能和润湿性能;微量La使钎料合金的熔点轻微增加.     

镍磷锗对SnAgCuCe系钎料性能及组织的影响

为改善Sn3.0Ag0.5CuCe(SAC305Ce)无铅钎料的性能,向其添加了微量Ni、P及Ge并进行了研究。结果表明,同时添加质量分数为0.10%Ni、0.01%P和0.05%Ge,150℃时效168h后,钎料综合性能最佳。钎料合金组织中共晶组织的分布较为密集,IMC厚度有轻微增加,润湿力约0.48mN,剪切强度约62MPa。     

微量锗对Sn-0.7Cu-0.05Ni钎料微观组织与性能的影响

为改善Sn-0.7Cu-0.05Ni钎料抗氧化性差及溶铜速率快的问题,向Sn-0.7Cu-0.05Ni钎料中添加微量锗,研究了不同锗添加量(质量分数0.01%~0.10%)对SnCuNi钎料合金显微组织及性能的影响。结果表明,微量的锗能显著细化Sn-0.7Cu-0.05Ni钎料合金组织,抑制金属间化合物的生长,改善合金的组织分布,提高钎料的润湿性及力学性能。此外,锗的添加还能显著提高钎料的抗氧化性并降低溶铜速率,当锗的质量分数从0增至0.10%时,溶铜速率从0.117 m/s降至0.110 m/s。     

SnAgCuRE系钎料的钎焊接头组织与力学性能

以Sn2.5Ag0.7Cu为基础,添加微量的稀土(RE)r(Ce︰La)为4︰1,研究了钎焊接头的显微组织与力学性能。结果表明:添加微量的RE后,钎料与Cu试样间的界面层厚度明显减小,且界面处的组织更加平滑,相应地其剪切强度随微量RE的添加而增大,并在RE含量(质量分数)为0.1%时达到最大值36MPa。     

SnBiEr/Cu界面反应及时效过程中IMC的研究

采用SEM观察等手段研究了Sn58BixEr(x=0,0.1,0.5;表示添加质量分数0.01%,0.5%的Er)/Cu钎焊接头界面反应以及在120℃时效过程中金属间化合物(IMC)的生长行为。实验结果表明:Sn58BixEr/Cu钎焊接头IMC层厚度随着钎焊温度的升高而增厚,添加微量的Er能够有效抑制界面IMC的生长。在时效过程中,界面IMC层的厚度随着时效时间的增加而逐渐增厚。通过对实验数据进行拟合,得出120℃时效温度下Sn58Bi0.1Er/Cu和Sn58Bi0.5Er/Cu的IMC层的生长速率常数分别为3.42×10–16 m2/s和2.84×10–16 m2/s。     

稀土改性的Sn-58Bi低温无铅钎料

研究了微量稀土对Sn-58Bi低温钎料的改性作用.试验添加质量分数为0.1 ?组混合稀土的无铅材料,并对比Sn-58Bi和Sn-58Bi0.5Ag合金.观察了钎料显微组织的变化并做了定量分析,采用DSC测试了钎料的熔化温度,同时测量了钎料的润湿性能、接头强度与硬度.结果表明,微量稀土添加细化了Sn-58Bi钎料合金的显微组织,对钎料的熔化温度几乎没有影响,能显著改善Sn-58Bi钎料的润湿性能和接头剪切强度,而且改善的程度优于添加微量Ag对Sn-58Bi钎料的作用.     

基于纳米压痕法的SnBi-xNi钎料的塑性比较

借助纳米压痕的方法,采用压痕形成过程中塑性应变与总应变的比值来表征钎料塑性。对Sn Bi-x Ni(x=0,0.05,0.1,0.15和0.2)成分钎料的硬度、弹性模量及塑性进行了对比。结果表明:Sn58Bi钎料合金加入Ni元素后,钎料硬度和弹性模量升高。当Sn58Bi-x Ni钎料中Ni含量的质量分数为0.1%时,其硬度及弹性模量最大。当Ni质量分数超过0.1%时,钎料的硬度与弹性模量有所下降。当添加Ni元素质量分数为0.05%~0.1%时,钎料合金的组织得到了细化,钎料合金的塑性提高;当Ni质量分数大于0.15%时,钎料的塑性降低。     

微量Sn添加对BiAgSb系高温无铅钎料焊接性能的影响

通过在Bi-2.6Ag-5Sb钎料合金中添加微量元素Sn来改善Bi-2.6Ag-5Sb合金的润湿性和焊接可靠性。研究结果表明:Bi-2.6Ag-5Sb钎料合金中添加质量分数0.5%~3.0%的Sn,随着Sn含量的增加,钎料的熔点呈下降趋势,熔点仍然在260~280℃,能明显改善其润湿性和焊接可靠性。     

La对Sn3.5Ag0.5Cu钎料界面组织和性能的影响

通过SEM和EDAX等,研究了La添加量对Sn3.5Ag0.5Cu钎料与Cu基体焊合界面IMC微观组织及性能的影响。结果表明:添加不同量的La均对Sn3.5Ag0.5Cu与Cu基体焊合后的组织有细化作用并增强其力学性能。其中以w(La)达到0.05%时最优,剪切强度可提高10.7%。材料热力学理论计算结果表明,La具有"亲Sn"倾向,添加少量La到Sn3.5Ag0.5Cu钎料中,可减小Cu6Sn5/Cu界面Sn的活度,降低IMC的长大驱动力。     

Sn对BiSbCu钎料钎焊工艺性能的影响

在BiSbCu钎料中添加Sn,分析Sn对BiSbCu钎料合金钎焊工艺性能的主要指标——钎料熔点和铺展面积的影响。结果表明:在Bi5Sb2Cu钎料合金中加入Sn可以显著降低钎料的熔点和显著增强钎料合金的铺展性能。当Sn的质量分数为10%时,Bi5Sb2Cu钎料的铺展面积为26.22 mm2,钎焊工艺性能最好。     

稀土元素对Sn-0.2Ag-0.7Cu钎料合金物理性能的影响

在筛选出综合性能较好的Sn-0.2Ag-0.7Cu钎料合金中,添加微量混合稀土元素(RE)以提高钎料的焊接性能。研究了稀土的添加量对其熔化温度、电导率和固–液相线温差等焊接性能的影响。结果表明:添加w(RE)为0.1%~0.5%时,固–液相线温差小于15℃,符合现行钎焊工艺要求,且对钎料合金的熔化温度和电导率影响不大。     

微量混合稀土对SnAgCu钎料合金性能的影响

通过向Sn-3.8Ag-0.7Cu钎料合金中添加微量的Ce基混合稀土，研究了不同稀土含量对SnAgCu合金物理性能、润湿性能及力学性能的影响，同时对显微组织进行了分析。试验结果表明，微量的混合稀土可以显著提高SnAgCu钎料接头在室温下的蠕变断裂寿命，尤其是当稀土的质量分数为0．1％时，其蠕变断裂寿命可以达到Sn-3.8Ag-0.7Cu钎料的7倍以上。通过对SnAgCuRE钎料合金物理、工艺及力学性能的测试，显微组织分析表明，随着稀土含量的增加，钎料的组织逐渐细化，但同时，稀土化合物的数量增多，对钎料的力学性能产生不利影响。综合考虑，最佳的稀土质量分数为0．05％－0．5％，不宜超过1．0％。     

Sn对BiSbCu钎料钎焊工艺性能的影响

在BiSbCu钎料中添加Sn,分析Sn对BiSbCu钎料合金钎焊工艺性能的主要指标——钎料熔点和铺展面积的影响.结果表明:在Bi5Sb2Cu钎料合金中加入Sn可以显著降低钎料的熔点和显著增强钎料合金的铺展性能.当Sn的质量分数为10％时,Bi5Sb2Cu钎料的铺展面积为26.22 mm2,钎焊工艺性能最好.     

镧对Sn3.5Ag0.5Cu钎料组织性能影响

运用莱卡显微镜、扫描电镜和能谱分析等手段,研究了稀土元素La的添加量对Sn3.5Ag0.5Cu钎料及其与Cu基体焊接后微观组织及性能的影响。结果表明:添加不同含量的稀土La均能使钎料及其与Cu基体焊接后组织与性能得到改善,其中以w(La)达到0.05%时为最优,显微硬度及剪切强度分别提高14%和10.7%。键参数函数计算结果表明La具有"亲Sn"倾向,可细化钎料组织,降低IMC(界面金属间化合物)的长大驱动力。     

Ti对Sn0.7Cu无铅钎料润湿性和界面的影响

研究了Ti的加入对Sn0.7Cu无铅钎料润湿性能以及钎料/Cu界面微观组织的影响.结果表明:在Sn0.7Cu中添加微量Ti,提高了钎料的润湿性能,可使铺展面积提高5％左右,当钎焊时间为3s时,界面金属间化合物(IMC)形貌由原来的扇贝状变为锯齿状;随着钎焊时间延长,Sn0.7Cu/Cu和Sn0.7Cu0.008Ti/C...     

Ce对SnAgCu系无铅焊锡力学性能的影响

通过向Sn-3Ag-2.8Cu钎料合金中添加微量稀土Ce,利用扫描电子显微镜(SEM)研究了不同稀土含量对Sn-3Ag-2.8Cu合金的力学性能的影响,同时对显微组织进行了分析.实验结果表明,微量的Ce稀土可以显著提高Sn-3Ag-2.8Cu钎料的延伸率、延长其焊接接头在室温下的蠕变断裂寿命,尤其是当稀土的质量分数为0.1%时,其蠕变断裂寿命可以达到Sn-3Ag-2.8Cu钎料的9倍以上,当稀土的质量分数超过0.1%时,接头的蠕变断裂寿命呈下降趋势.综合考虑,最佳的稀土质量分数为0.05%～0.10%.     

Sn-3Ag-0.5Cu/Ni微焊点多次回流焊后IMC厚度及组织分析

采用Sn-Ag-Cu焊球(直径200,300,400和500μm),镀Ni盘,研究1,3,5次回流焊条件下焊点的IMC厚度及显微组织与焊球尺寸间的关系。结果表明:对于同一尺寸的焊球,随着回流焊次数的增加,IMC的厚度增大,形状由平直状逐渐过渡为体钎料一侧凹凸不平;在同一回流焊次数下,随着焊球尺寸的增大,IMC厚度减小,形貌相对没有明显差别。IMC的组成成分随着Ni向体钎料方向的不断扩散而从Sn、Ag、Cu合金变成Sn、Ag、Cu、Ni合金,其主要组成部分为(Cu,Ni)6Sn5。     

微量Ni对Sn-3.0Ag-0.5Cu钎料及焊点界面的影响

研究了Ni的含量对无铅钎料Sn-3.0Ag-0.5Cu润湿性、熔点、重熔及老化条件下界面化合物(IMC)的影响。结果表明:微量Ni的加入使SnAgCu润湿力增加6%;使合金熔点略升高约3℃;重熔时在界面形成了(Cu,Ni)6Sn5IMC层,且IMC厚度远高于SnAgCu/Cu的Cu6Sn5IMC厚度。在150℃老化过程中,SnAgCuNi/Cu重熔焊点IMC随着时间的增加,其增幅小于SnAgCu/Cu的增幅,此时Ni对IMC的增长有一定抑制作用。