SnAgCu无铅钎料焊点结晶裂纹

针对印刷电路板(PCB)上无铅钎料SnAgCu微小焊点的结晶裂纹,利用设计的试件重现无铅钎料钎焊过程中产生的结晶裂纹,对无铅钎料结晶裂纹进行模拟,同时研究了微量元素的添加对SnAgCu合金焊点结晶裂纹形成的影响。结果表明,在尺寸很小的焊点上仍然存在明显的结晶裂纹。用焊点结晶裂纹的总长度定量地评价无铅钎料结晶裂纹的敏感倾向,添加Ni和Ce元素能够降低无铅钎料结晶裂纹的形成,而P元素的添加却加剧了结晶裂纹的形成,明显增加了焊点处的结晶裂纹。     

无铅焊膏的设计与展望

分析了无铅焊膏的构成和技术要求。对无铅焊膏用焊粉及助焊剂配方设计的现状进行了讨论,焊粉的成分多为Sn、Ag和Cu,粒度越来越多地采用20μm;助焊剂多为改性松香、有机酸活化剂等。展望了无铅焊膏的研究与发展趋势。     

Sn晶须形态的研究

本文研究了稀土相表面Sn晶须的生长行为.研究结果表明,如果将稀土相暴露于空气中,在稀土相的表面会出现Sn晶须的快速生长现象,且Sn晶须在其快速生长过程中会表现出一些特殊的形态特征,如片状Sn晶须的形成、Sn晶须的多次连续转折现象、Sn晶须的变截面生长现象、Sn晶须的分枝与合并以及Sn晶须的搭接现象等.     

纳米结构强化的新型Sn-Ag基无铅复合钎料

通过外加法向Sn-3.5Ag钎料中加入质量分数为1%,2%和3%的纳米级多面齐聚倍半硅氧烷(polyhedral oligomeric silsesquioxanes,POSS)颗粒制备无铅复合钎料.系统研究POSS颗粒的显微组织,钎料的熔化特性、润湿性能和力学性能.结果表明:POSS颗粒的加入并没有改变Sn-Ag基复合钎料熔化温度.复合钎料的铺展面积均有所增加,润湿角有所下降,表现了良好的润湿性.POSS颗粒的加入显著提高钎料钎焊接头的剪切强度.     

Ni/P/Ce对SnAgCu抗氧化性能和结晶裂纹的影响

通过向Sn3.0Ag0.5Cu(SAC305)合金中添加微量的Ni,P和Ce元素,研究了各添加元素对合金钎料高温抗氧化性能和结晶裂纹的影响.结果表明,Ni元素的添加对钎料合金抗氧化性能没有很明显的改善,但明显地减少了合金表面结晶裂纹的总长度,抑制其产生;微量P元素的添加由于在合金钎料表面形成了复杂的致密新相,可以防止熔化钎料的表面直接与空气接触,明显改善了合金的抗氧化性能,但P元素的添加却增加了合金表面结晶裂纹的产生;Ce元素的添加恶化了钎料合金的抗氧化性,对合金表面的结晶裂纹抑制作用较小.     

Ag元素含量对SnAgCuX无铅钎料性能的影响

分析了SnAgCuX系无铅钎料中Ag异元素含量的变化对熔化温度、润湿性能的影响,同时研究了时效前和高温时效后钎焊接头的抗剪强度和显微组织,其中X包含Ni,P和Ce三种元素.结果表明,添加微量X元素能够在一定程度上弥补snAgCu钎料中Ag元素含量的降低引起的性能下降.X元素的添加对SnAgCu钎料的熔化温度影响不大,但能改善钎料合金的润湿性能,提高钎焊接头的抗剪强度,并抑制时效引起的接头强度下降.这与微量X元素的添加改善了钎料的显微组织和金属间化合物的形貌有很大的关系.     

Sn-3.8Ag-0.7Cu-1.0Er无铅钎料中Sn晶须变截面生长现象

在Sn-3.8Ag-0.7Cu无铅钎料中添加质量分数为1%的稀土Er会在其内部形成尺寸较大的稀土相ErSna.暴露于空气中ErSn3将发生氧化,同时在其表面会出现Sn晶须的快速生长现象.室温时效条件下,在氧化的ErSn3表面会生长出少量的杆状Sn晶须,Sn晶须的截面尺寸会发生连续变化;高温时效条件下,在氧化的ErSn3表面会生长出大量的针状Sn晶须,Sn晶须的截面尺寸会发生阶梯式变化.提出了ErSn3氧化过程中体积应变能是一个变量的模型,可以解释观察到的现象.     

电导率测量法在共晶SnBi钎料的电迁移试验中的应用

电迁移过程中,焊点正负极处会分别出现"小丘"、"凹谷",空洞和裂纹等缺陷,这一系列显微组织的变化将对其电导率的变化有显著的影响.文中采用基于LabVIEWTM虚拟仪器的方法,搭建了应用于电迁移试验的电压信号采集系统,并将其应用于共晶SnBi焊点在电迁移试验过程中的数据采集试验.试验结果表明:电迁移数据采集系统具有实时性、高精度、高采样速率,并能够远程操控等优点;电迁移过程中,共晶SnBi焊点的电导率变化与电迁移试验的环境温度以及焊点内部显微组织的变化有关.     

BGA焊点剪切性能的评价

设计了用单个微焊球和两块带焊盘的FR4板焊接而成的搭接接头,研究了不同稀土含量及不同加载速率对接头强度及塑性的影响.结果表明,微量稀土(质量分数＜0.25%)不但能提高焊点的剪切强度,而且可以改善焊点的塑性.而当稀土含量进一步增加时,焊点的强度及塑性均下降.焊点的剪切强度及伸长量随应变速率的增加而增加.通过对焊点显微组织的分析可知,微量稀土可显著细化焊点的显微组织,特别是抑制了钎料内部及界面处金属问化合物的生长,从而改善了焊点的力学性能.对断口形貌的分析同样证明了伸长量随剪切速率增加而增加.