电镀锡银合金

概述了含有 Sn2 +化合物、Ag+化合物 ,非氰类络合剂和添加剂等组成的 Sn- Ag合金镀液 ,可以获得平滑致密的 Sn- Ag合金镀层 ,适用于电子元器件的表面可焊性精饰 ,以取代传统的 Sn- Pb合金镀层     

无铅焊料在NaCl-Na_2SO_4-Na_2CO_3模拟土壤溶液中的腐蚀浸出行为

研究了Sn-3.5Ag-0.75Cu和Sn-0.75Cu焊料合金在NaCl-Na_2SO_4-Na_2CO_3模拟土壤溶液中的腐蚀浸出行为,并与Sn-37Pb焊料合金的腐蚀浸出行为对比分析。研究表明,这3种焊料合金中Sn的浸出量随时间的延长趋于平缓,且Sn-0.75Cu焊料合金中Sn的浸出量最高,添加Ag元素后明显抑制了Sn-3·5Ag-0·75Cu焊料合金中Sn的浸出;Ag,Cu,Pb的浸出量随时间的延长呈线性增加,且Ag,Cu的浸出量较少。3种焊料合金浸出后表面产物层较厚,主要由Sn_4(OH)_6Cl_2和SnO组成,其中Sn-0.75Cu焊料合金的表面产物层有裂纹和孔洞,Sn-3.5Ag-0.75Cu焊料合金的表面产物相对致密,而Sn-37Pb焊料合金的表面产物局部出现剥落现象。这3种焊料合金浸出动力学行为存在差异,主要与表面产物的相组成和形貌有关。     

二元低熔点合金储热性能的研究

以低熔点合金Sn、Bi和Pb原料,制备了Sn-Bi、Sn-Pb和Bi-Pb共晶合金.采用XRD、DSC和激光热常数测试仪对产物结构和热物理性能进行了表征.结果表明,Sn-58Bi合金相变温度在136.9～149.1℃,相变潜热为40.84 J/g,比热容为0.17 J/(g K),热导率为16.2 W/(m K).在制备的合金中,储热能力大小依次为Sn-58Bi＞Sn-38Pb＞Bi-45Pb.     

Pb—Sn系轴瓦合金镀层摩擦学特性的研究

本文对三种用于发动机轴瓦的Pb—Sn系合金镀层的摩擦学特性进行了比较。结果表明，Pb—10Sn-2Cu镀层具有最好的性能，摩擦系数低，磨损量小，抗擦伤能力较高。Pb—10Sn与Pb-8Sn-6Cu镀层，在较高载荷和速度条件下都容易擦伤。本文通过对磨擦表面的扫描电镜观察，和对镀层的X射线衍射分析，讨论了含铜量对镀层磨损机制的影响。     

旋转磁场作用下的Pb-Sn合金组织研究

研究了旋转磁场对Pb-48％Sn亚共晶合金和Pb-67％Sn过共晶合金凝固组织影响的作用机理，对比分析在常规条件下和旋转磁场条件下Pb-48％Sn-0．1％Ce、Pb-80％Sn-0．1％Ce的合金凝固组织的形貌特征。实验证明：旋转磁场能够引起Pb—Sn合金熔体内部的流动，达到改善Pb-Sn合金比重偏析、细化晶粒和提高该合金综合性能的效果。此外，对于Pb-48％Sn、Pb-67％Sn合金，研究发现450mT静磁场的作用效果不明显。     

Sr对Sb变质Mg-5Sn-1.5Al-1Zn-1Si合金组织的影响

用重力铸造法制备Sb及Sr+Sb联合变质Mg-5Sn-1.5Al-1Zn-1Si合金,再进行不同的固溶处理,研究Sr对Sb变质Mg-5Sn-1.5Al-1Zn-1Si合金组织的影响。结果表明:Sb和Sr+Sb联合变质均可以使初生Mg_2Si和Mg_2(Si,Sn)颗粒发生不同程度的球化,而Sr+Sb联合变质比Sb单变质具有更好的细化和球化效果;Sr+Sb联合变质后,共晶Mg_2Si和Mg_2(Si,Sn)相由汉字状变为细小近似球形或多边形颗粒状;Sb变质Mg-5Sn-1.5Al-1Zn-1Si合金在较低固溶温度和较短保温时间下即可使大部分Mg17Al12相和部分Mg_2Sn相固溶到基体中,而Sr+Sb联合变质合金组织中,Mg_(17)Al_(12)和Mg_2Sn依然清晰可见,未完全溶解的Mg_(17)Al_(12)相发生球化,均匀的分散在基体中;Sr+Sb联合变质Mg-5Sn-1.5Al-1Zn-1Si合金固溶温度要比Sb单变质时略高一些,但对固溶时间的影响并不明显。     

颗粒成形Al-Pb合金板材的微观结构与力学性能

研究了Al-8Pb-3Si-2Sn-1Cu(质量分数, %)合金的颗粒在挤压轧制成形时, 合金的微观结构与性能. 结果显示 Al-Pb合金颗粒中Pb分布在枝晶间隙或"嵌"在基体中; Al-Pb合金颗粒经挤压轧制及随后的退火, 合金板材中低熔点Pb, Sn第二相均匀地呈球形分布; 合金强度(σb)可达95.8MPa, 延伸率(δ)可达16.3%; 在变形过程中, Al-Pb合金颗粒的新生表面层中低熔点Pb, Sn第二相的重新分布影响材料的强度与延伸率.     

Zr对铸态Mg-Sn-Pb合金显微组织的影响

利用传统重力铸造方法,制备了Mg-4Sn-2.5Pb-(1.0-2.5)Zr镁合金。采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和电子探针分析了Zr对合金组织的影响。结果表明,1.0%的Zr加入Mg-4Sn-2.5Pb合金并未显著细化晶粒,使得合金中的Mg_2Sn相有沿晶界呈网状析出的趋势,在一定程度上提高了合金的抗拉强度和硬度;Mg-Sn-Pb-Zr合金没有良好的塑性。     

Mg-Sn-Al-Zn-Si合金中合金相的种类与转化过程

以Mg-5Sn-1.5Al-1Zn-1Si铸态合金为研究对象,分析了合金中的相种类及其转化过程。结果表明:除镁基体外,该合金中含有Mg_2Si、Mg_2Sn、Mg_2(Si,Sn)、Mg_2(Sn,Si)和Mg_(32)(Al,Zn)_(49)五种合金相;合理的Al、Zn元素的含量,有利于生成Mg_(32)(Al,Zn)_(49),该相对改善合金的高温性能有积极作用。在平衡条件下,Mg-x Sn-1Si合金中含有Mg_2(Si,Sn)、Mg_2(Sn,Si)两种多元相;在常规凝固中,该合金含有Mg_2Si、Mg_2Sn、Mg_2(Si,Sn)和Mg_2(Sn,Si)四种相。     

铸态Mg-5Sn-4Zn-xSi合金的显微组织及力学性能

采用XRD,SEM等手段研究了铸态Mg-5Sn-4Zn-(0~2.5)Si合金的显微结构。结果表明,Mg-5Sn-4Zn合金由枝晶状的α-Mg和Mg2Sn相组成,Si的加入使合金出现汉字状的Mg_2Si相。Zn存在于Mg_2Sn和Mg_2Si相中或者固溶到基体中。随着Si含量增加,晶粒逐渐细化,Mg2Sn相的量也逐渐增加。室温拉伸结果表明,Si的加入恶化了合金的力学性能。但在175℃,载荷为55 MPa的压缩蠕变试验结果表明,Si可以提高合金的抗蠕变性能。     

The effect of reflow process variables on the wettability of lead-free solders

A quantitative dynamic solder wettability measurement was utilized to evaluate the effects of reflow processing on the wettability parameters associated with the lead-free solders 96.5Sn-3.5Ag and 58Bi-42Sn. Solder wettability was determined with respect to the final degree of spread and the extent of solder wetting onto the terminal areas of surface-mount components. The solder alloy composition of 96.5Sn-3.5Ag exhibited better wetting characteristics than the 58Bi-42Sn alloy. This wetting behavior was enhanced under the reflow conditions of a nitrogen atmosphere and the use of a gold metallization. The wetting of the conventional 63Sn-37Pb solder alloy was improved over the comparatively processed 58Bi-42Sn alloy. However, the 63Sn-37Pb solder alloy displayed a greater sensitivity to reflow atmosphere than the 96.5Sn-3.5Ag alloy, which generally exhibited better wetting characteristics than the Sn-Pb alloy.     

Effect of the composition of Sn-Pb alloys on the microstructure of filaments and the electrochemical migration characteristics

The electrochemical migration characteristics of Sn-Pb alloys were studied using water drop and anodic dissolution tests. Additionally, the correlation between the alloy composition and the failure time in a water-drop test was investigated. It was revealed that the shape of the filament was affected by the alloy composition, which is believed to be caused by the different anodic dissolution and passivity behavior with respect to the composition. It was found that the shape of the filament is closely related to the failure time in the water-drop test. The Pb-rich phase forms dendrite-shaped filaments, while the Sn-rich phase forms globular filaments. A high Sn content in the Sn-Pb ally, which has a high fraction of Sn-rich phases, leads to globular filaments and shows a long failure time.     

Progress in the design of new lead-free solder alloys

Various alloy design approaches have been employed to develop new lead-free solder alloys that can not only substitute for the lead-tin solders, but also offer significantly improved mechanical properties. Three new alloys are described in this article. In Sn-3.5Ag-1Zn (melting point ~217°C), the solidification structure and the eutectic precipitate morphology are6 refined by the addition of zinc. As a result, a high-strength, high-ductility solder with significantly improved creep resistance is obtained. In Bi-43Sn+2.5Fe, a eutectic alloy (melting point ~137°C), dispersion hardening by magnetically distributed iron particles retards both high-temperature deformation and microstructural coarsening, thus widening the useful service range of Bi-Sn eutectic alloys to much higher homologous temperatures than are typical for the Sn-Pb eutectic alloy. Lastly, Sn-Zn-In based alloys (melting point ~185°C) have been developed for consideration as a drop-in replacement for the neareutectic Sn-Pb alloy(melting point ~183°C).     

电子工业中无铅电镀技术的现状及展望

尽管无铅电镀已经在电子工业中得到了广泛的应用,但是目前无铅电镀的实施仍然面临着很大的挑战。概述了无铅电镀技术的现状,重点介绍了现在流行的几种无铅镀层及性能。无铅镀层目前主要有纯锡和合金体系。合金元素的加入与铅的加入起同样作用,即抑制了锡晶须的发生。尽管有许多元素都能起到这种作用,但目前在电子电镀工业中所采用的无铅合金体系主要是Sn-Ag、Sn-Cu和Sn-Bi。无铅电镀的实施过程正好与电子工业中封装的高密度化发展同时进行,因此许多问题不断出现,最突出的问题是锡晶须问题,此外还有电迁移、焊点空洞、界面反应、回流温度及成本等问题。总结了无铅电镀存在的主要问题,同时展望了无铅电镀未来的发展前景。现在尚没有一种能够完全取代锡铅电镀且几乎在任何场合都能通用的无铅电镀材料,所以现在实施无铅电镀需要事先进行评估和选择,根据工厂自身所用电子器件的不同使用条件、成本及其电镀产品的应用领域,选用不同的无铅电镀类型。未来需要在无铅电镀材料、试验及工艺技术方面持续进行研究。     

Effects of Sn and Ca additions on microstructure,mechanical properties,and corrosion resistance of the as‐cast Mg‐Zn‐Al‐based alloy

Effects of Sn and Ca additions on microstructure, mechanical properties, and corrosion resistance of the as‐cast Mg‐6Zn‐2Al‐based alloy were investigated by SEM, XRD, tensile tests, electrochemical measurements, etc. The higher the Sn content, the higher the yield strength of the Mg‐6Zn‐2Al‐based alloy. Trace Ca addition refined both grains and divorced eutectics in the Mg‐Zn‐Sn‐Al alloys, leading to the best combination of strength and plasticity. Moreover, its influence was more significant for the alloy with a higher Sn content. Furthermore, the combined addition had a beneficial effect on the corrosion resistance improvement of the Mg‐6Zn‐2Al alloy. The Mg‐6Zn‐2Al‐3Sn‐0.2Ca alloy was the most corrosion‐resistant alloy among the nine alloys studied, better than AZ91 and ZA85. It could be ascribed to the decrease and the refinement of divorced eutectics, the higher hydrogen overvoltage of Sn and the Ca grain refinement.     

微量Sr、Sn对Mg-Zn-Ca-Mn合金力学和腐蚀性能的影响

目的研究Sr、Sn元素对快速凝固制备的Mg ZnCaMn合金室温力学性能和生物腐蚀性能的影响规律。方法采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、差热分析仪、万能力学实验机、静态浸泡、电化学测试等实验手段,分别研究添加Sr/Sn元素对MgZnCaMn合金结构、微观组织变化、热学性能、室温强度、塑性变形及体外降解行为的影响。结果添加Sr元素后,MgZnCaMn合金中的非晶相数量增加,尤其是Mg64.7Zn30Ca4Mn0.8Sr0.5合金浸泡析氢量显著降低,自腐蚀电流密度为1.61×10~(-4)A/cm~2,平均腐蚀速率为0.35 mm/a,抗压强度为621MPa,塑性压缩应变为0.8%。添加Sn元素后,MgZnCaMn合金中的非晶相近乎完全消失,合金组织中主要为雪花状的Mg2Sn相及MnZn13相,合金的析氢量无显著变化,其与Mg65.2Zn30Ca4Mn0.8合金的自腐蚀电流密度皆在10~(-4)数量级,其抗压强度为412 MPa,压缩塑性应变为1.6%。结论添加Sr元素可以提高MgZnCaMn合金的非晶形成能力,增加非晶相体积分数,同时提升了合金的强度和腐蚀性能。添加Sn元素则降低了MgZnCaMn合金的非晶形成能力,合金主要由延性相构成,其室温塑性得到明显改善,与初始合金相比,耐蚀性略有降低,但仍然优于常规的生物医用镁合金(如高纯镁、Mg-Zn-Ca等),具有较好的耐蚀性。     

Mg-Al-Sn钎料及其AZ61A镁合金钎焊接头组织性能分析

采用扫描电镜、X射线衍射分析、热分析等手段分析了Mg58.5Al31.5Sn10和Mg58.5Al31.5Sn10RE两种钎料及其钎焊AZ61A镁合金对接接头组织性能. 结果表明,Mg58.5Al31.5Sn10钎料及其钎缝组织主要由块状Mg2Sn和(Mg17Al12+Mg2Sn)二元共晶相组成,并含有少量三元共晶相(Mg17Al12+Mg2Sn+α-Mg). Mg58.5Al31.5Sn10RE钎料及其钎缝组织中未发现块状Mg2Sn相,其组织主要由(Mg17Al12+Mg2Sn+α-Mg)三元共晶和(Mg17Al12+Mg2Sn)二元共晶相及少量Al-RE组成. 和Mg58.5Al31.5Sn10钎料相比,Mg58.5Al31.5Sn10RE组织更加均匀细小,固液相线温度明显降低,熔程缩短了6 ℃,铺展面积提高了5.4%,对接接头平均抗拉强度提高了8.6%,二者拉伸断口形貌均呈现为脆性断裂.     

LD31铝合金电刷镀SnPb钎料合金软钎焊

采用在LD31表面电刷镍阻挡层、铜改性层,将LD31铝合金的连接转化为铜的连接,在镀铜层的表面电刷镀SnPb钎料直接进行钎焊,通过开发低应力镀镍液和调整电刷镀工艺参数解决镍过渡层的裂纹问题,研究分析了镀层的显微结构及表面状态,焊缝的结构及元素分布,考察了焊接加热过程对镀层的影响。研究表明,通过在镀铜层表面直接刷镀SnPb钎料合金可以实现软钎焊连接,接头的抗剪强度可达20MPa,镀镍层、镀铜层钎焊后无裂纹、剥离等缺陷产生。     

机械合金化法制备金锡合金

采用高能球磨机械合金化法制备了Au-20%Sn合金,分析了合金物相、组织和硬度随球磨时间的变化规律,探讨了合金塑性与合金组织及制备工艺的关系。结果表明:采用高能球磨机械合金化法可以制备Au-20%Sn合金;随球磨时间的增加,Au-20%Sn的合金化程度增加,组织中的金属间化合物逐渐增多,最终基本上为δ相和ζ′相;合金的硬度随球磨时间的延长逐渐升高,并在球磨60min后获得最高硬度104.2HV,然后开始下降;球磨后的合金粉末在190℃×2h的烧结过程中发生了不同程度的再结晶和晶粒长大,再结晶程度随球磨时间的延长而增加,导致烧结后合金硬度在球磨时间超过60min后反而下降。