氮气保护对无铅再流焊QFP焊点拉伸强度的影响

无铅钎料差的润湿性给传统电子组装工艺带来了巨大的挑战,氮气保护有利于改善无铅钎料的润湿性,提高焊点质量.主要研究了不同氧含量对QFP引脚焊点拉伸强度的影响,得到一个最佳的氧含量范围.     

氮气保护对无铅再流焊焊点外观质量的影响

由于无铅钎料润湿性较差,在实际生产中普遍采用氮气保护。通过新制定的氮气保护无铅再流焊工艺,对焊点外观质量进行了统计分析。其结果显示氮气保护可以减少元件偏移和桥连等缺陷,对竖碑、焊球和锡珠等缺陷也有一定影响。     

Sn-Cu-Ni系无铅钎料的研究现状

综合分析了Sn-Cu-Ni系无铅钎料的国内外研究现状,概述了Sn-Cu-Ni系无铅钎料的润湿性、微观组织、界面反应、力学性能、焊点可靠性、物理性能等性能特点。从钎焊工艺、添加微量元素等方面阐述了Sn-Cu-Ni系钎料各项性能的影响因素,并对Sn-Cu-Ni系钎料的应用前景和研究方向进行了展望。     

冷却速率对无铅钎料和焊点质量影响

阐述了再流焊冷却速率对无铅钎料和焊点质量的影响的研究现状.已有的研究结果表明:冷却速率对于无铅钎料的微观组织、拉伸性能、金属间化合物的形态和尺寸以及焊点中的凝固缺陷等都有显著的影响.选择合适的冷却速率可以提高焊点质量.     

磁头无铅微焊点液滴飞溅和失效性分析

磁头无铅微焊点可靠性分析主要包括焊点前期液滴飞溅的防护和后期焊点失效性分析,在实际生产中,应用钎料球喷射连接技术时,钎料液滴飞溅时有发生,本文融合激光加热和氮气压力技术,建立了一种新的用于计算磁头内置DFH控制元件连接钎料液滴冲击速度的双液滴模型,同时,采用正交试验法对比了不同激光加热参数和氮气压力条件下磁头内置DFH控制元件连接钎料液滴飞溅的情况,并进一步融合可控扫描式磁场和偏置两种方法,研究了磁头微焊点的失效情况.试验结果表明:下落前,激光脉冲能量是决定液滴温度的主要因素;下落后,对钎料液滴温度影响最大的是钎料液滴的初始温度.磁头无铅微焊点失效是焊点液滴飞溅和金属间化合物共同作用的结果.     

无铅再流焊设备配置工艺性评估

无铅钎料的高熔点和低润湿性给再流焊设备带来了新的挑战。从无铅焊接工艺角度出发,论述了加热系统、制程控制、助焊剂管理系统、冷却系统和氮气保护等五个方面对焊接设备提出的要求。     

无铅钎料凸点超声倒装焊接可行性的研究

近年来,较高熔点的无铅钎料合金已经开始在微电子互连制造中广泛应用,传统的红外或热风等整体加热方法所造成芯片和印刷线路的热影响问题更加突出。采用不加热源的超声波倒装焊接方法,有助于解决上述热影响问题。本文以Sn3．5Ag无铅钎料凸点为对象,验证了室温下Sn3．5Ag无铅钎料凸点超声倒装焊接的可行性和可操作性,分析了多类互连焊点的宏观形态和显微组织,研究表明添加钎剂和改变焊接材料体系均可显著改善互连焊点成型。     

无铅化组装对再流焊设备的挑战

无铅钎料的高熔点、低润湿性给再流焊设备带来了新的挑战。本文从无铅焊接工艺角度出发，阐释加热系统、制程控制、助焊剂管理系统、冷却系统和氮气保护等五个方面对焊接设备提出的要求。     

无铅波峰焊钎料氧化渣的减少措施

随着无铅钎料的广泛使用,波峰焊过程将产生更多的氧化渣,造成生产成本增加。阐述了液态钎料的氧化行为及无铅波峰焊锡炉中氧化渣的形成特点,并列举了几种减少氧化渣的办法,分析了他们的实用性。     

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。     

氮气保护对无铅焊接工艺温度窗口的影响

无铅化电子组装中无铅焊料的高熔点、低润湿性给实际生产带来了很大挑战。为了改善润湿性,可适当提高焊接温度,但由于PCB及元件的工艺温度限制,导致了焊接工艺温度窗口变窄。氮气保护可以改善无铅焊料润湿性、防止氧化、提高焊接品质,更重要的是可以降低焊接峰值温度,扩大焊接工艺温度窗口。     

氮气保护无铅波峰焊焊接质量分析

相对于传统的Sn-Pb焊料,无铅焊料更容易氧化,润湿性较差,从而影响波峰焊接质量.N2保护可以降低无铅焊料的氧化,提高无铅焊料的润湿性,从而提高波峰焊接质量.从润湿性的机理分析了N2保护提高无铅焊料润湿性的原因,并通过润湿性实验和波峰焊接试验证实了N2保护的优越性.     

Wettability of electroless Ni in the under bump metallurgy with lead free solder

This study investigates the wettability of several lead-free solders, including Sn, Sn−Ag, and Sn−Bi, on electroless Ni (EN) with various phosphorus content. The role of phosphorus on solder wettability is studied. Microstructure evolution in the lead-free solder/EN joint is investigated with the aid of electron probe microanalyzer (EPMA) to relate metallurgical reactions between the solder and the EN. The SN solder exhibits better wettability on EN, while the Si−Bi solder has a larger contact angle. Wettability degrades as the phosphorus content in EN decreases. The dependence of wetting angle on the phosphorous content can be attributed to the surface roughness and density of EN, along with the interfacial reaction between the solders and EN. An EPMA analysis reveals the presence of a Sn−Bi−Ni−P solid solution at the interface of solder/EN joints due to the interdiffusion of major constituent Ni and Sn. The interaction zone of the solid solution increases with increasing temperature. Wettability of Pb-free solders on EN degrades with the presence of NiO due to oxidation or the existence of Ni₃P due to precipitation after annealing. For an adequate wetting behavior in the Sn (Sn−Bi, Sn−Ag)/EN joint, EN deposited with phosphorus contents in the range of 9 to 12 wt% is suggested.     

微电子封装无铅焊点的可靠性研究进展及评述

在电子电器产品的无铅化进程中,由于封装材料与封装工艺的改变,焊点的可靠性已成为日益突出的问题。着重从无铅焊点可靠性的影响因素、典型的可靠性问题及无铅焊点可靠性的评价3个方面阐述了近年来该领域的研究状况,进而指出无铅化与可靠性研究需注意的问题和方向。     

无铅焊点的可靠性问题

焊点的质量与可靠性很大程度决定了电子产品的质量。随着环境保护意识的增强,无铅焊料、无铅焊点成为了近年来的研究热点问题。无铅焊点由于焊料的差异和焊接工艺参数的调整,必不可少地会给焊点可靠性带来新的影响。本文从设计、材料及工艺角度分析了影响无铅焊点可靠性的因素,对无铅焊点可靠性测试方法做了介绍。     

Encapsulation of lead-free Sn/Zn/Bi solder alloy particles by coating with wax powder for improving oxidation resistance

An encapsulation treatment of lead-free Sn/Zn/Bi solder powder was investigated for improving the oxidation resistance. Sn-8mass%Zn-3mass%Bi alloy particles were coated with a wax (12-hydroxystearic acid) powder by means of a dry mechanical treatment method using a ball mill. In order to determine the optimum operating conditions of the ball mill in the wax-coating treatments, the compressive energy required for deforming a single Sn/Zn/Bi alloy particle was measured with an unconfined compression tester and the mechanical energy applied to the alloy particles in the ball mill was estimated using the results of the compression test. The optimum operating conditions were determined based on both the applied energy and the flowability of solder pastes, and the wax-coated alloy particles maintaining the spherical shape were obtained under the conditions. The wettability test and the solder balling test for the solder pastes containing the wax-coated alloy particles stored at room temperature in air were carried out to evaluate the oxidation resistance performance. The wax-coated alloy particles had an excellent wettability compared with the original alloy particles, and the oxidation resistance of the Sn/Zn/Bi solder powder was improved by the encapsulation treatment.     

Sn-0.3Ag-0.7Cu-xBi低银无铅钎料的润湿性

以Bi为添加剂对低银型Sn-0.3Ag-0.7Cu无铅钎料进行改性,应用SAT—5100型润湿平衡仪对Sn-0.3Ag-0.7Cu-xBi(x=0,1,3和4.5)钎料的润湿性能作了对比分析。结果表明:适量Bi元素的加入可以改善Sn-0.3Ag-0.7Cu钎料合金的润湿性能,且在240℃下Sn-0.3Ag-0.7Cu-3.0Bi无铅钎料具有最佳的润湿性能,在250℃其润湿力达到最大值3.2×10–3N/cm。     

无铅焊膏工艺适应性的研究

无铅焊膏是适应环保要求的一种绿色焊接材料,其质量的优劣直接决定着现代表面组装组件品质的好坏,为了检测与评价无铅焊膏的性能,研究影响其焊接可靠性的因素,实验研制了一种Sn-Ag-Cu无铅焊膏,并根据其本身的材料特性和实际工艺性能结合IPC的有关标准设计了整套试验,包括:焊膏黏度测试、塌陷实验、焊球实验以及铜板腐蚀测试等。研究结果表明:焊粉的质量分数与焊膏黏度呈正比关系;高温高湿环境下焊膏的可靠性降低,焊后残留物的腐蚀性增强;焊膏过多暴露在氧化环境中易引起焊料成球等焊接缺陷。