两种无铅钎料的抗蠕变性能与Sn60Pb40钎料的对比分析

对两种无铅钎料Sn-Ag-Cu-Bi和Sn-Ag-Sb模拟封装钎焊接头的蠕变和断裂行为进行了研究,并与传统的Sn60Pb40近共晶钎料进行了对比.结果表明,两种无铅钎料的抗蠕变能力均远优于Sn60Pb40近共晶钎料,其蠕变速率低且蠕变寿命长.钎焊接头蠕变断裂后的扫描电镜分析表明,两种无铅钎料钎焊接头的蠕变断裂呈现明显的沿晶断裂特征,而Sn60Pb40钎料钎焊接头的蠕变断裂机理则为穿晶断裂.     

Pb-Sn系非晶型软钎料箔带的制备

Ｐｂ－Ｓｎ系非晶型软钎料箔带的制备甘肃工业大学（兰州７３００５０）路文江,张国栋在电子设备钎焊用的低温钎料中,以轧制品形式或粉末形式供应的Ｐｂ－Ｓｎ系钎料使用最为广泛。一方面,在进行机械加工时,钎料表面带有的润滑剂和活性剂容易渗透到内部,当熔融凝固时...     

Sn—Zn钎料与Al的作用机制

用金相、扫描电镜和微区能谱分析研究了液态Ｓｎ－Ｚｎ共晶钎料与Ａｌ作用时的界面行为，结果表明，界面有两种作用，一是钎料中的Ｚｎ和Ａｌ晶界中渗稼，在晶粒边缘形成Ａｌ－Ｚｎ固溶体；二是Ａｌ在某些界面点向Ｓｎ－Ｚｎ合金中突刺生长为针状Ａｌ－Ｓｎ－Ｚｎ固溶体晶须，从而进一步强化了钎料与母材的结合。     

粗真空条件下锡基钎料与Sialon陶瓷的润湿和连接

采用座滴法和四点弯曲方法研究了粗真空条件下锡基钎料在Ｓｉａｌｏｎ陶瓷上的润湿性和连接强度．在１Ｐａ，１１７３Ｋ，２０ｍｉｎ的实验条件下，锡基钎料的静态润湿角小于２０°．加入Ｚｎ，Ｐｂ后，钎料钎焊Ｓｉａｌｏｎ／Ｓｉａｌｏｎ陶瓷时的接头连接强度有明显提高，Ｓｎ－５Ｃｕ－５Ｔｉ，Ｓｎ－５Ｃｕ－５Ｔｉ－２０Ｚｎ，Ｓｎ－５Ｃｕ－５Ｔｉ－１０Ｐｂ的平均接头连接强度分别为９０．８，１５３．４，１６９．１ＭＰａ；最高接头连接强度分别为１１９．８，２００，２１６．７ＭＰａ．在粗真空条件下锡基钎料可以实现陶瓷的良好连接，且接头残余应力较小．本文首次观察到锡基钎料中挥发性组元Ｚｎ对粗真空条件下润湿前驱膜有明显的影响．对临界润湿温度、粗真空条件下第三组元的作用及这种活性钎料的潜在应用价值进行了讨论．     

微观压痕法测量Sn-Ag-Cu系无铅钎料的力学性能

Sn-Ag-Cu系合金是最有可能替代Sn-Pb钎料的无铅钎料.介绍了一种测量其力学性能的新方法,即通过微压痕仪精确测量不同加载速率下压子的压入深度h与加载载荷F的关系来确定钎料的弹性模量E和蠕变速率敏感指数m.结果表明:加载速率对钎料蠕变压痕F-h曲线和压入深度有着重要的影响;Oliver-Pharr方法确定的钎料弹性模量取决于卸载过程而与加载速率无关.基于压痕做功概念定义了压痕蠕变硬度和蠕变应变速率,从而给出钎料的蠕变速率敏感指数.Sn-3.5Ag-0.75Cu与Sn-3.0Ag-0.5Cu钎料蠕变压痕测试表明合金成分影响Sn-Ag-Cu系无铅钎料的力学性能.     

纳米压痕法测量锌铝钎料的室温蠕变应力指数

利用纳米压痕技术,采用恒加载速率法,研究了Zn-22Al和Zn-22Al-0.03Ti钎料的室温蠕变行为,并对相关数据进行了测量和计算.结果表明,室温时任一载荷条件下保载时,钎料均发生了明显的蠕变行为.其中Zn-22Al-0.03Ti钎料的压入深度和蠕变位移均小于Zn-22Al钎料,最大差值分别为15.68％和26.87％.相同保载时间不同载荷保载时,两种钎料的蠕变位移均有较大差异.通过拟合计算分别获得了两种钎料室温时的蠕变应力指数,Zn-22Al-0.03Ti较Zn-22Al提高了35.79％.分析认为,Ti元素的添加导致了Zn-22Al钎料晶粒的细化,从而产生了更多的晶界是导致钎料室温抗蠕变能力提高的主要原因.     

RE对SnAgCu钎料合金及焊点性能的影响

利用JSM-5610LV扫描电镜（SEM）及能谱分析（EDS）等测量方法,研究了微量RE对Sn-2.5Ag-0.7Cu无铅钎料的显微组织、润湿特性、拉伸强度及焊点剪切强度和蠕变断裂寿命的影响。结果表明,向Sn-2.5Ag-0.7Cu中添加0.1%RE可明显细化钎料合金的显微组织,改善钎料合金的润湿特性,提高钎料合金的抗拉强度、伸长率及焊点剪切强度,增加焊点的蠕变断裂寿命。当RE添加量为0.5%时,由于形成了RE化合物而明显恶化钎料合金的性能。     

电子互连无铅钎料及焊点蠕变行为研究进展

针对近年来无铅钎料及焊点的蠕变失效问题,综合评述了蠕变变形行为及其在焊点可靠性评估中的应用。首先系统地介绍无铅钎料的蠕变行为,探讨含合金元素/颗粒无铅钎料蠕变性能改性机理。其次评述焊点蠕变行为,探讨焊点成分以及不同基板材料对焊点蠕变特性影响的研究进展。再次结合具体电子器件,采用有限元模拟,分析基于有限元的焊点蠕变响应及疲劳寿命预测,评估焊点可靠性。最后针对无铅钎料及焊点蠕变行为的未来发展进行展望,分析其研究中存在的问题及解决办法,为焊点可靠性进一步研究提供理论支撑。     

SnZn系无铅钎料性能对比分析

对比研究了4种SnZn系无铅钎料的润湿性、抗蠕变性能以及力学性能.结果表明,SnZnAg/SnZnGa/SnZnAl的润湿性均高于SnZn钎料,合金元素的添加可以显著提高SnZn钎料的润湿性;SnZnAg钎料的抗蠕变性能最高,这主要是因为Ag-Zn金属间化合物颗粒钉扎位错引起的;合金元素的添加可以显著提高SnZn焊点的...     

单晶DD3合金在混合盐介质中的蠕变的断裂特性

应用扫描电镜、剖面分析和ＥＤＡＸ能谱分析，研究了单晶ＤＤ３合金及其带Ｐｔ－Ａｌ涂层试样在空气和混合盐两种不同介质中的高温蠕变及断裂行为。试验表明：在空气环境中，涂层对蠕变性能影响不大；在混合盐介质中，涂层能有效地提高ＤＤ３合金的蠕变寿命和蠕变质延伸率，防止合金在热腐蚀环境中的早期失效，本文还提出一个新断裂模型，以解释ＤＤ３合金高温蠕变时的断裂行为。     

Influence of stress on the creep behavior of Cu particle enhancement SnPb based composite solder joints

1. Introduction Mechanical fracture of solder joints is a major cause of failure and it decreases the reliability in electronic systems. With the increased functionality, miniaturization of electronic components, broad op-eration temperature ranges, and increased stress re-quirement, good mechanical properties are de-manded on solder joints. The eutectic tin-lead solder, which has a low melting point (183°C), plays an important role in SMT (surface mount technology). The working temperature…     

应力对SnPb基复合钎料钎焊接头蠕变性能的影响

采用搭接面积为1mm^2的单搭接钎焊接头，研究了恒定温度下，应力对纳米颗粒增强的SnPb基复合钎料钎焊接头的蠕变寿命的影响。结果表明，纳米颗粒增强的SnPb基复合钎料的蠕变抗力优于传统SnPb钎料。同时钎焊接头的蠕变寿命随应力增加而降低，且应力对复合钎料钎焊接头蠕变寿命的影响较传统63Sn37Pb钎料明显。     

The influence of temperature on creep behavior of Cu particle enhanced SnPb based composite soldered joints

Creep property of solder alloys is one of the important factors to affect the reliability of soldered joints in SMT(surface mount technology). Particle-enhancement is a way to improve the properties of solder alloys and has caused much more attention than before. Temperatures applied to soldered joints are one of the primary factors of affecting creep properties of particle enhancement composite soldered joints. In this paper single shear lap creep specimens with a 1 mm2 cross-sectional area were fabricated using Cu particle enhancement 63Sn37Pb based composite soldered joints and 63Sn37Pb eutectic soldered joints to examine the influence of temperature on creep behavior of soldered joints. Results indicated that the creep resistance of soldered joints of Cu particle enhancement 63Sn37Pb based composite soldered joint was generally superior to that of the conventional 63Sn37Pb soldered joint. At the same time, creep rupture life of the composite soldered joint was declined with increasing temperature and drop faster than that of the conventional 63Sn37Pb eutectic soldered joint.     

RE对Sn2.5Ag0.7Cu/Cu焊点性能的影响

利用X射线衍射分析仪(XRD)和JSM-5610LV扫描电镜(SEM)研究RE含量对Sn2.5Ag0.7Cu/Cu焊点界面区显微组织、剪切强度和蠕变断裂寿命的影响。结果表明:Sn2.5Ag0.7CuxRE焊点界面区金属间化合物由靠近钎料侧Cu6Sn5和靠近Cu基板侧Cu3Sn构成;添加微量RE可细化Sn2.5Ag0.7Cu焊点内钎料合金的显微组织和改善钎焊接头界面区金属间化合物的几何尺寸及形态;当RE添加量为0.1%时,焊点的剪切强度最高,蠕变断裂寿命最长。     

纳米压痕法研究80Au/20Sn焊料蠕变应力指数

室温下通过恒加载速率/载荷纳米压痕法对铸态80Au/20Sn焊料进行了测试,得到了压痕试样的载荷—位移曲线.试验表明,加载速率对载荷一位移曲线影响显著,较低的加载速率产生了较大的位移变化;加载阶段,较低的加载速率导致了较大的压痕深度;载荷保持阶段,压痕深度的变化表明在该阶段发生了蠕变,较高的加载速率导致了较大的蠕变应变率.结果表明,基于压痕做功概念得到的蠕变应力指数与传统单轴拉伸或压缩蠕变测试得到的数值具有较好的一致性,该测试和分析方法可行.     

Bi对Sn3.5Ag共晶合金钎料性能的影响

研究了添加Bi元素对Sn3.5Ag共晶合金钎料性能的影响,对Sn3.5AgxBi(x=0,3,5,7)钎料的熔点、力学性能和热蠕变性能与传统Sn37Pb钎料作了对比试验分析.结果表明:Sn3.5Ag5Bi钎料具有良好的综合性能,实用价值较高,Bi的添加量应控制在5%左右,过多的Bi元素会导致钎料的液固相线温度差增大,韧性下降.     

微量铅对Sn9Zn钎料组织及微米压痕性能影响

微量铅在目前的无铅工艺生产制造过程中广泛存在,并可对无铅钎料组织性能产生重要影响。运用X射线衍射仪、扫描电镜及其附属能谱仪、超微硬度测试仪等仪器设备,研究微量铅对Sn9Zn钎料组织及微米压痕性能影响。结果表明:不同含量的Pb能使Sn9Zn钎料组织得到细化;当Pb的质量分数达到0.8%时,相比Sn9Zn钎料,压痕深度相对下降12%,压痕硬度增大22%,达到0.31GPa,钎料蠕变性能得到改善。     

Ni对SnAgCuRE钎料及其钎焊接头性能的影响

以商用Sn3.8Ag0.7Cu为参照系,研究了Ni对Sn2.5Ag0.7Cu0.1 RE钎料合金及其钎焊接头性能的影响。研究结果表明,添加0.05%(质量分数)Ni能在不降低Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE钎料合金抗拉强度的同时显著提高其伸长率,是商用Sn3.8Ag0.7Cu的1.4倍;相应地钎焊接头的蠕变断裂寿命最长,为未添加Ni时的13.3倍,远高于现行商用Sn3.8Ag0.7Cu的,满足微电子连接高强韧高可靠性无铅钎料合金系的需求。