SnAgCu系无铅钎料技术发展

本文主要讨论了SnAgCu系无铅钎料技术及专利的发展现状,分析其特点与优势,发现该合金在一个较大成分范围熔化温度都接近共晶温度。研究发现在该合金中添加微量La、Ce混合稀土,在保持原有优良物理性能及钎焊工艺性能的同时合金的抗蠕变性能及服役可靠性,同时钎料成本低廉。另外,采用微米/亚微米颗粒,可进一步增强其抗蠕变性能及组装接头的尺寸稳定性,满足光通讯等电子设备制造的特殊要求。     

光纤定位激光钎焊键合过程中钎料与镀层的界面反应

光电子封装中,光导纤维的定位键合是一项关键技术,并且焊点界面处的显微组织对于焊点的可靠性有重要影响.本文选用80Au20Sn和52In48Sn钎料实现了激光钎焊条件下的光纤键合,采用扫描电子显微镜及能谱分析的方法对于两种钎料分别与硅片上的Au/Ti镀层和光纤上的Au/Ni镀层反应形成的界面微观组织形态及形成规律进行了分析.结果表明:对于80Au20Sn钎料,除了共晶组织ζ相+δ相,在AuSn/Au/Ti镀层界面形成了大量枝状的先共晶ζ相,在AuSn/Au/Ni镀层界面形成了针状的(Au,Ni)3Sn2;对于52In48Sn钎料,在InSn/Au/Ti镀层界面形成了连续层状的Au(In,Sn)2,随着输入能量的增加,其逐渐转变为不连续的块状化合物AuIn2,在熔融钎料流的作用下部分AuIn2脱离界面进入钎料中,在InSn/Au/Ni镀层界面形成了一层极薄的Au(In,Sn)2.     

SnAgCu无铅钎料元素浸出行为研究

对常用的Sn-3.5%Ag-0.5%Cu无铅钎料及Sn-3.5%Ag-0.5%Cu/Cu焊接接头在H2SO4、NaOH、HNO3和NaCl溶液中进行了元素浸出试验,研究电子产品中重金属元素在不同环境中的浸出行为,从而分析电子产品的掩埋对土壤和地下水污染情况及如何合理选择填埋场所.结果表明,在不同环境中SnAgCu无铅钎料及其钎焊接头的各金属元素浸出行为有较大差别.对于SnAgCu钎料而言,对Sn的浸出量影响最大的是Cl-对Ag的浸出量影响最大的是SO2-4各溶液对Cu的浸出量影响不大;就SnAgCu/Cu焊接接头而言,对Sn和Cu的浸出量影响最大的是OH-而对Ag的浸出量影响最大的是Cl-.因此,一般掩埋Sn-3.5%Ag-0.5%Cu钎料最好的土壤应为酸性土壤,且土壤中Cl-、SO2-4不宜过高.     

SnAgCuEr系稀土无铅钎料的显微组织与性能研究

系统研究了添加微量稀土Er对Sn3.8Ag0.7Cu钎料合金显微组织和性能的影响,通过对钎料的熔化温度、润湿性能、接头剪切强度的测试及显微组织观察,指出含微量稀土的SnAgCuEr合金是性能优良的无铅钎料合金,同时确定了最佳的Er含量范围.     

Sn-Ag-Cu-Ce钎料润湿性能及焊点力学性能研究

基于润湿平衡原理研究了微量稀土元素Ce对Sn-Ag-Cu-Ce无铅钎料在Cu基板上润湿性能的影响规律,研究了Sn-Ag-Cu-Ce焊点的力学性能及断口形貌.结果表明,随着稀土Ce含量的增加,钎料在Cu基板上的润湿时间逐渐缩短,润湿角逐渐减小,当Ce的质量分数在0.03%～0.05%时,Sn-Ag-Cu-Ce钎料的润湿性能较好.且当Ce的含量为0.03%左右时,Sn-Ag-Cu-Ce焊点的力学性能达到最佳值,焊点断口呈现均匀的韧窝形貌,断裂方式以韧性断裂为主.     

电子组装用SnAgCu系无铅钎料的研究进展

SnAgCu钎料广泛应用在电子组装领域,被认为是传统SnPb钎料的最佳替代品。但与Sn63Pb37钎料相比,SnAgCu钎料抗氧化能力差,钎料内部及焊点界面存在脆性金属间化合物块及服役期间焊点抗蠕变、疲劳性能较低。添加合金元素和纳米颗粒可以显著改善SnAgCu钎料的组织和性能,提高焊点可靠性。这对发展新型高性能无铅钎料是一个行之有效的办法。本文结合国内外SnAgCu系无铅钎料的最新研究成果,全面阐述了合金元素和纳米颗粒等因素对钎料的润湿性、抗氧化性以及焊点显微组织和可靠性的影响,指明了该钎料目前研究中存在的问题及今后的研究方向。     

空调机中高银钎料的替代试验

本文介绍了用低银钎料替代高银钎产焊接空调机紫铜管的试验研究过程,它对提高空调机等产品质量,节约白银,有着十分重要的作用,以冰箱、电机,电器以及眼镜等行业也有很好的参考价值。     

航空航天领域常用高温钎料研究现状

近年来随着航空航天工业的发展,各类飞行器核心功能部件面临着使役环境愈发极端化的问题。超高速、高温等服役环境对各类零部件的整体性能提出了更高的要求,因此针对航空航天领域用高温钎料的研究尤为重要。在航空航天领域常用的高温钎料包括镍基钎料、钴基钎料、钛基钎料、锰基钎料、贵金属钎料和高熵钎料等,通常应用于不锈钢、高温合金、钛合金以及新型陶瓷材料等的钎焊连接。主要针对在航空航天领域中常用的几种高温钎料,对钎料的元素组成和特性进行总结,对钎料的成形特点和工艺进行介绍,对研究和应用现状进行分析,并对航空航天领域的钎料与钎焊技术提出建议与展望,以期为提升钎焊技术在航空航天领域的应用价值提供参考和指导。     

半导体激光钎焊无铅钎料润湿铺展性能的研究

采用半导体激光软钎焊系统对Sn-Ag-Cu无铅钎料在Cu基体上进行了润湿铺展性能实验,研究了半导体激光工艺参数对Sn-Ag-Cu无铅钎料润湿铺展性能的影响规律.结果表明:随着激光输出功率的增加,无铅钎料的铺展面积逐渐增加,润湿角逐渐减小;当激光输出功率增加到某一特定范围时,无铅钎料的润湿铺展性能达到最佳.在一定的激光输出功率范围内,随着激光钎焊时间的增加,无铅钎料在Cu基体上的润湿铺展性能逐渐优化,并在激光钎焊时间达到一定值时达到最佳.当激光输出功率过低或过高时,无论怎样改变激光钎焊时问,液态钎料在Cu基体上的润湿铺展效果均很差.     

SnAgCu(SnPb)/Ni和SnAgCu(SnPb)/Cu界面金属间化合物在热冲击过程中的生长规律

通过对SnAgCu（SnPb）／Ni和SnAgCu（SnPb）／Cu界面热）中击过程中金属间化合物（Intermetallic compound，IMC）生长规律的研究，以期更好的了解SnAgCu无铅焊料与Ni或Cu金属化层的相互匹配。结果表明固溶在焊料中的Cu或者Ni影响热）中击过程中界面IMC的演化。采用NiAu镀层时，IMC的生长速率比HASL（Hot Air Solder Level）镀层慢，并且界面没有Kirkendall孔洞生成，所以有更好的长期可靠性。采用SnAgCu焊料时，界面Kirkendall孔洞较SnPb焊料少，界面IMC的生长速率较SnPb焊料慢。     

Approach on Thermal Strain Behaviour of PBGA Solder Joints

Abstract: The aim of this study was to provide a systematic method to analyse and test the thermal strain behaviour of plastic ball grid array (PBGA) solder joints in electronic packaging. Based on the structural, thermal and physical properties of the PBGA sample, the thermal strain test was developed to measure the strain distribution at the surface of the bismaleimide triazin (BT) substrates and the printed circuit board (PCB) surface under thermal cycling, at the temperature range of 0 to 100°C. The experimental results show that the changing trends of strain in the BT and PCB surfaces were approximately the same during the thermal cycling. Comparison between the experimental results and simulation illustrates the validity of the experimental test and finite element modelling results. It builds a basis for future work for evaluating the design and reliability of the BGA packaging.     

激光冲击处理对AISI304钨极氩弧焊接接头残余应力的影响

利用激光冲击波对AISI304不锈钢氩弧焊接接头进行了表面强化处理,用X-350A型X射线应力仪测定了其激光冲击处理后残余应力,分析了残余应力的产生机理.结果表明,激光冲击处理后AISI304焊接接头残余应力为110MPa左右,其强化效果十分明显,显著地降低了焊接接头残余拉应力,并使残余应力分布趋向均匀.     

基于CO2激光热效应的喷塑涂层界面结合强度研究

用CO2脉冲激光扫描AISI304-喷塑涂层的表面,分析喷塑涂层的破坏特征和断裂行为,研究了激光热效应下喷塑涂层的结合强度.结果表明,可用吸收的激光能量定量地表征涂层和基体之间的结合强度,聚烯烃喷塑涂层-AISI304的理论结合强度为19.9 MPa,当涂层中塑料与基体的溶度参数相近时,涂层与基材的结合界面附着力较强.     

激光冲击处理后Ni基高温合金的性能

对Ni基高温合金进行了激光冲击强化处理,测量了处理后Ni基高温合金的残余应力、表面粗糙度分布规律和疲劳强度．结果表明,激光冲击处理后凹坑内残余压应力值为200—400MPa,其分布服从泊松正态分布规律;承载能力比未冲击试样提高大约150MPa;激光冲击区的粗糙度降低一个等级,凹坑内粗糙度数值分布也服从正态分布规律．激光冲击处理后表面出现了组织细化的硬化层,强化效果明显,残余压应力有极大的提高,有效地提高了抗疲劳寿命．     

隧道级联大功率半导体激光器热特性分析

基于光谱法,通过测量靠近衬底的有源区波长的变化来表征其温度的变化,计算了隧道级联多有源区大功率半导体激光器的热阻。与普通半导体激光器相比,随着有源区数目的增多该热阻有增大的趋势,但并没有成倍增加,主要原因是隧道级联半导体激光器的串连电阻没有成倍增加。     

激光冲击ZrO2陶瓷的微观分析

为了研究ZrO2陶瓷的冲击性能,分析其失效特征,从而改善ZrO2陶瓷的脆性,使用高功率钕玻璃脉冲激光器对ZrO2陶瓷进行了冲击试验.通过扫描电子显微技术,观察其断口形貌,发现陶瓷的失效主要是由层裂所引起的,层裂表面以典型的脆性断口为主,同时有较多的晶粒拔出现象,层裂面并不是沿单一平面扩展,而是形成大量的台阶,层裂方向和密度分布表明失效是由反射拉伸波造成的.同时材料表面层由于压应力而产生约几十μm的致密压缩层,压缩层内无层裂现象发生.由此机理表明在合适的激光能量下可形成表面强化而基体增韧的ZrO2陶瓷材料.     

激光-等离子束复合制备热障涂层高温性能试验研究

在GH536高温合金基材上,采用矩形积分透镜,激光重熔等离子喷涂NiCrAlY/8YSZ热障涂层。1050℃的静态氧化试验和热震试验的结果表明:激光重熔可以改善热障涂层的抗氧化性能,能量密度33J·mm-2的激光重熔试样具有高于等离子喷涂试样的热震寿命,氧化阻力的改善与重熔层致密组织有关,微细网状裂纹释放热震应力的作用是热震寿命提高的主要原因。     

The strengthening mechanism of a nickel-based alloy after laser shock processing at high temperatures

Abstract

We investigated the strengthening mechanism of laser shock processing (LSP) at high temperatures in the K417 nickel-based alloy. Using a laser-induced shock wave, residual compressive stresses and nanocrystals with a length of 30–200 nm and a thickness of 1 μm are produced on the surface of the nickel-based alloy K417. When the K417 alloy is subjected to heat treatment at 900 °C after LSP, most of the residual compressive stress relaxes while the microhardness retains good thermal stability; the nanocrystalline surface has not obviously grown after the 900 °C per 10 h heat treatment, which shows a comparatively good thermal stability. There are several reasons for the good thermal stability of the nanocrystalline surface, such as the low value of cold hardening of LSP, extreme high-density defects and the grain boundary pinning of an impure element. The results of the vibration fatigue experiments show that the fatigue strength of K417 alloy is enhanced and improved from 110 to 285 MPa after LSP. After the 900 °C per 10 h heat treatment, the fatigue strength is 225 MPa; the heat treatment has not significantly reduced the reinforcement effect. The feature of the LSP strengthening mechanism of nickel-based alloy at a high temperature is the co-working effect of the nanocrystalline surface and the residual compressive stress after thermal relaxation.     

激光冲击对X70焊接接头慢拉伸电化学腐蚀的影响

为了改善X70管线钢焊接接头慢拉伸电化学腐蚀性能,用激光冲击波对X70管线钢焊接接头表面进行强化处理.采用慢应变速率拉伸法分析了X70管线钢焊接接头,在不同H2S浓度的NACE溶液(0.5%HAC+5%NaCl)中电化学腐蚀行为,测试了激光冲击处理前后X70管线钢焊接接头腐蚀电位,讨论了激光冲击处理对X70管线钢焊接接头腐蚀电位和断口形貌的影响.实验结果表明,激光冲击处理改善了X70管线钢焊接接头腐蚀性能,其SCC敏感性指数Iscc降低了6%.经激光冲击处理后试样自然腐蚀电位正移,极化电阻逐渐增大,其耐蚀性比原始状态有所提高.