Sn-Ag-Cu-In无铅钎料润湿性能及显微组织

在Sn-1.2Ag-0.6Cu合金中添加0～1.0%的In元素,研究了Sn-Ag-Cu-In无铅钎料的熔化温度、润湿性能及显微组织.结果表明,添加In元素对钎料的熔化温度有一定的降低作用,在相同的试验温度下,含铟钎料粘度更低,流动性更强,钎料的润湿性能随之改善.低银Sn-Ag-Cu钎料在空气中的润湿时间在260℃才达到...     

松香对锌基钎料助焊剂物理性能及Zn20Sn钎料铺展性能的影响

锌基合金钎料是一种比较理想的高温无铅软钎料,但是Zn20Sn钎秤润湿性差.本文开发一种新型Zn基舍金专用松香基钎剂,研究了不同含量的松香添加量对钎剂的物理性能和其对Zn20Sn钎料的铺展性能影响.结果表明,当助焊剂中的w(松香)55％时,对Zn20Sn钎料的铺展率有明显提升,且该助焊剂的黏性、腐蚀性、不挥发物含量等均符合标准要求.     

Ag和RE对表面组装用SnAgCuRE无铅钎料显微组织的影响

采用扫描电镜和能谱分析等检测手段,分别研究了Ag和RE含量对SnAgCuRE系钎料合金显微组织的影响.结果表明,随着Ag和RE含量的增加,SnAgCuRE无铅钎料的显微组织中的共晶组织所占比例增大,钎料合金中富Sn相的组织细化.但Ag含量超过3.2 wt％时,会出现大的板条状Ag3Sn初晶,因此,Ag的最佳添加量在2.0wt％～3.0wt％.当RE添加量达到0.5wt％时,会出现大块的花瓣状和点、条状的CeSn3和LaSn3稀土化合物相,聚集在共晶组织和富Sn相界面处,导致钎料性能下降.     

Ag和Zn对Sn58Bi钎料润湿性及焊点组织的影响

采用感应熔炼方法制备钎料,研究了Ag,Zn元素添加对Sn58Bi钎料润湿性与焊点组织的影响,并对时效处理后的焊点界面金属间化合物(Intermetallic compounds,IMCs)的组成及生长规律进行了分析。结果表明,添加的Ag或Zn可与Sn分别生成Ag3Sn,Ag5Zn8,并可显著减少钎料中枝晶含量与细化钎料组织,但不能显著促进Sn58Bi钎料的润湿性。而共同添加的Ag,Zn并不能使得钎料组织发生细化并降低钎料的润湿性。共同添加的Ag和Zn使得焊点界面处形成Cu8Zn5+Ag5Zn8的复合IMCs层,该复合IMCs层可显著的减小IMCs的初始厚度,并降低其生长速度。     

稀土元素Ce对锡银铜无铅钎料显微组织的影响

研究了不同含量的稀土Ce对Sn-3．8Ag-0．7Cu无铅钎料的显微组织的影响，结果表明，微量稀土Ce的加入可以细化组织，抑制金属间化合物的生长。稀土Ce含量为0．03％（质量分数）时，组织均匀、细小，钎料润湿性能好，钎缝力学性能佳。当Ce含量为0．03％（质量分数）时，无铅钎料组织中开始出现黑色的富Ce相，并随Ce量的增加而增多。对显微组织的分析和理论计算表明，含稀土Ce锡银铜无铅钎料组织中的黑色的富Ce相为Ce与Sn的化合物。     

Cu含量对Zn20Sn钎料力学性能的影响

对非真空熔炼的Zn20SnxCu钎料合金进行了抗拉强度和伸长率的测定,结果表明:随着Cu含量增加,Zn20SnxCu钎料合金抗拉强度逐渐增大,伸长率逐渐降低;当w(Cu)8％时,Zn20Sn8Cu合金的抗拉强度为229.9 MPa,较基体钎料提高了1.86倍,这主要与形成ε-CuZn5金属间化合物的数量和形态有关,且钎...     

Cu含量对Zn20Sn无铅钎料腐蚀性能影响

采用合金化原理,在Zn20Sn钎料基体中添加不同含量铜,形成新型合金Zn20SnxCu,研究铜含量对Zn20SnxCu无铅钎料腐蚀性能影响. 结果表明,当铜添加量小于4%时,随着铜添加量的增加,Zn20SnxCu钎料合金的腐蚀电位逐渐升高,腐蚀速率逐渐降低,合金耐腐蚀性逐渐增强;当铜添加量大于4%时,随着铜添加量的增加,Zn20SnxCu钎料合金的腐蚀电位逐渐降低,腐蚀速率增加,耐腐蚀性下降. Zn20SnxCu腐蚀表面主要产物为Zn₅(OH)₈Cl₂·H₂O和ZnO. 从Zn20SnxCu腐蚀性能考虑,铜最佳添加量为4%.     

添加微量稀土对SnBi基无铅钎料显微组织和性能的影响

研究了添加微量稀土对Sn58Bi基无铅钎料熔化温度、润湿性能、钎焊接头强度、高温时效前后IMC厚度的变化和显微组织的影响,并与添加一定量Ag对Sn58Bi钎料的试验结果做了比较.试验所用钎料为Sn58Bi,Sn58Bi0.5Ag,Sn58Bi0.1RE和Sn58Bi0.5Ag0.1RE,添加稀土为Ce基混合稀土.试验结果表明,添加微量稀土不仅抑制了Sn58Bi钎料高温时效引起的IMC的生长,而且细化了显微组织;微量稀土添加对钎料熔化温度没有明显影响,但能显著改善Sn58Bi钎料的润湿性能和接头强度,而且改善的程度优于添加微量Ag对Sn58Bi钎料的作用.     

稀土元素Nd对Sn-9Zn无铅钎料性能的影响

研究了添加稀土元素Nd对Sn-9Zn无铅钎料的润湿性能、显微组织和焊点力学性能的影响.结果表明,Nd元素的加入改善了钎料的润湿性能,质量分数为0.06%时,钎料的润湿力最大,润湿时间最短,润湿性能达到最佳.随着Nd元素的加入,钎料的基体组织得到细化,富锌相逐渐减少,当元素Nd的添加量大于0.06%时,钎料的显微组织中出现小块状稀土元素Nd和Sn的金属间化合物.无铅钎料Sn-9Zn中稀土元素Nd的添加量为0.06%时,剪切力和拉伸力达到最大,分别提高了19.6%和26.6%,力学性能最佳.     

松香含量对Zn20Sn钎料用松香基助焊剂的影响

锌基钎料润湿性差已经成为锌基钎料推广应用的瓶颈.通过在传统松香中加入适量有机酸活性剂、溶剂、缓蚀剂及表面活性剂等化合物组成Zn20Sn钎料用新型松香基助焊剂,来改善Zn20Sn钎料在铜基板上的润湿性能.结果表明,松香含量在40％～60％范围内时,助焊剂在物理稳定性、不粘性、腐蚀性等方面均符合国家标准要求;Zn20Sn钎料在铜基板上的铺展面积和铺展率随着松香含量的增加呈先增后减的趋势.当松香含量为55％时,Zn20Sn钎料在铜基板上的铺展性最好,铺展面积和铺展率达到最大,分别为70.3 mm2和87％,焊点饱满光亮,焊缝无明显缺陷,显示其对Zn20Sn钎料具有良好的助焊效果.     

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。     

热冲击下Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE0.05Ni/Cu钎焊接头组织与性能

借助于SEM、EDS、XRD等检测手段对Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE0.05Ni/Cu钎焊接头进行观察分析,研究了钎焊工艺参数及热冲击条件对Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE0.05Ni/Cu钎焊接头界面金属间化合物和力学性能的影响。结果表明:添加0.05%(质量分数)Ni能细化Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE钎料合金的初生β-Sn相和共晶组织;钎焊温度270℃和钎焊时间240 s时,钎焊接头抗剪切强度最大达26.9 MPa,较未添加Ni的钎焊接头提高8.9%;随着热冲击周期的增加,钎焊接头界面金属间化合物层平均厚度增加,界面粗糙度先增大后减小,钎焊接头强度降低;添加0.05%Ni能够抑制接头界面金属间化合物的成长、钎焊接头强度的降低,有利于改善接头可靠性。     

锌对Sn3.5Ag0.5Cu钎料组织性能的影响

运用莱卡显微镜、X射线衍射仪等仪器设备,研究添加元素Zn对Sn3.5Ag0.5Cu钎料组织性能的影响.结果表明:Zn与Ag、Cu形成AgZn和CuZn3化合物,能显著细化Sn3.5Ag0.5Cu钎料组织,降低Sn3.5Ag0.5Cu钎料合金的润湿性,同时可提高Sn3.5Ag0.5Cu钎料合金抗拉强度.     

不同成分无铅焊锡粉末特性研究

利用自行设计的超音速雾化制粉装置制备了无铅焊锡合金粉。研究了不同成分对雾化粉末特性的影响,同时观察了无铅焊锡雾化粉末钎焊接头的组织,并与传统含铅合金做了对比。结果表明：在相同过热度下,在3种不同成分的粉末中,Sn3Ag2.8Cu粉末具有最高的有效雾化率、最低的氧含量、最好的球形度和最光滑的表面;Sn3Ag2.8Cu焊锡膏与铜基板形成的扩散层比Sn3Ag2.8Cu-0.1Ce和Sn37Pb焊锡膏与铜基板的扩散层更厚,且形成的金属间化合物更不规则;Sn3Ag2.8Cu-0.1Ce粉末有效雾化率和氧含量均高于Sn37Pb     

RE对微连接用SnAgCuRE钎料合金组织及性能的影响

以Sn2.5Ag0.7Cu系钎料合金为基础,添加少量的RE,研究RE添加量对合金组织、力学及物理性能的影响,以确定最佳RE添加量。     

Mn、Zn对低银Sn-Ag-Cu无铅钎料接头组织和性能的影响

研究了微量元素Mn和Zn对低银Sn-Ag-Cu无铅钎料钎焊接头组织和性能的影响。结果表明,Mn和Zn可使钎焊界面金属间化合物层(Cu3Sn和Cu6Sn5)变得薄而均匀;其可以增加低银钎料的钎焊接头的拉伸强度和剪切强度,最佳元素添加量为0.2%Zn和0.05%Mn(质量分数);断口形貌显示其接头为塑性断裂破坏。Mn、Zn的添加,使得钎料组织的方向性生长状态弱化,同时,可以抑制Cu6Sn5和Cu3Sn金属间化合物层在高温环境下的时效长大或粗化,表明其对接头的稳定可靠性也具有改善作用。     

无铅焊点及其内部金属间化合物的力学性能研究

采用纳米压痕技术对无铅焊点(Sn3.0Ag0.5Cu、Sn0.7Cu和Sn3.5Ag)及其内部界面金属间化合物(intermetallic compound,IMC)的力学性能进行测试。根据实际工业工艺流程制备无铅焊点试样;利用接触刚度连续测量(CSM)技术对焊点及内部IMC层进行测试,得到IMC层及无铅焊点的弹性模量、硬度等力学性能参数,并根据载荷-位移曲线的保载阶段确定蠕变应力指数。结果表明,Sn0.7Cu的IMC层的弹性模量和蠕变应力指数为无铅焊点的2.03和6.73倍;对无铅焊点的可靠性评估中,将IMC层的影响考虑进去使得结果更为合理。