不同加载方式下微焊点的蠕变性能分析

利用纳米压痕技术分别采用阶梯加载和一次加载方式,研究了一种SnAgCu无铅钎料BGA(ball grid array)微焊点体钎料的蠕变行为。结果表明:在载荷同为60 mN、保载时间为300 s条件下,阶梯加载条件下的蠕变位移明显小于一次加载条件下的蠕变位移,而蠕变硬度却是一次加载下的1.87倍,蠕变硬度显著提高。在阶梯加载方式下三个阶段的压痕蠕变不断降低,蠕变硬度不断升高。拟合计算出阶梯加载和一次加载条件下的蠕变应力指数n,阶梯加载条件下微焊点的应力指数n比一次加载条件下提高1.31倍。在阶梯加载条件下产生的应变硬化,提高了微焊点的抗蠕变性能。     

自保护药芯焊丝激光—电弧复合热源焊接电弧稳定性的分析

以自保护药芯焊丝（414N-O）为研究对象,借助电弧分析仪和高速摄像,对不同工艺参数下激光—电弧复合热源焊接电弧稳定性进行了试验研究.结果表明,复合热源焊接过程中,激光的加入明显的减小了自保护药芯焊丝电弧作用点漂移概率,拉长了电弧空间,降低了熔滴短路过渡概率,提高了电弧稳定性;工艺参数中,光丝间距和送丝速度对平均焊接电流影响显著;电弧电压和送丝速度对平均焊接电流变异系数影响显著;激光功率对平均焊接电流的影响幅度与光丝间距和送丝速度有关,光丝间距和送丝速度越大,激光功率对平均焊接电流的影响越小;电弧电压对平均焊接电流的影响幅度与光丝间距有关,光丝间距D_LA=0 mm时,影响最显著;激光前置比激光后置更有利于平均焊接电流变异系的稳定.     

硬质合金圆环与钢基体钎焊接头残余应力的数值分析

针对硬质合金钎焊冷却过程中产生很大的热应力而导致裂纹这一问题,利用有限元软件MARC对硬质合金圆环钎焊在钢基体上的残余应力大小及分布进行了模拟,研究了钎缝厚度、钎焊压力对钎焊焊后残余应力大小及分布规律的影响．结果表明,钎缝厚度存在最佳值,在一定范围内钎焊压力增大,残余应力减小．经实验验证,计算结果与实验基本一致．     

Properties analysis of a new type of solder paste SACBN07

In this work,the wettability,aging and shear properties of a new type of lead-free solder paste Sn-07Ag-05Cu + BiNi (SACBN07) was investigated by conducting a series of comparison experiments with SAC305 and SAC0307 solder paste.The results show that weuability of SACBN07 is almost equal to SAC305,and better than that of SAC0307 solder paste.The thickness of intermetallic compound (IMC) layer in SACBN07/Cu is lower than that of other two types of solder joint after aging.And Cu3Sn layer of SACBN07/Cu is thinner than that of SAC305 and SAC0307.In addition,the SACBN07 solder joints perform the best shear strength among these three types of solder pastes.     

微量Ni对Sn-3.0Ag-0.5Cu钎料及焊点界面的影响

研究了Ni的含量对无铅钎料Sn-3.0Ag-0.5Cu润湿性、熔点、重熔及老化条件下界面化合物(IMC)的影响。结果表明:微量Ni的加入使SnAgCu润湿力增加6%;使合金熔点略升高约3℃;重熔时在界面形成了(Cu,Ni)6Sn5IMC层,且IMC厚度远高于SnAgCu/Cu的Cu6Sn5IMC厚度。在150℃老化过程中,SnAgCuNi/Cu重熔焊点IMC随着时间的增加,其增幅小于SnAgCu/Cu的增幅,此时Ni对IMC的增长有一定抑制作用。     

SnAgCu体钎料及BGA焊球焊点纳米级力学性能

为了研究低银Sn-0.3Ag-0.7Cu无铅体钎料、BGA焊料小球和BGA焊点的力学行为,基于物理反分析的方法采用纳米压痕仪对其进行实验。从压痕载荷–深度曲线提取出弹性模量、硬度和蠕变速率敏感指数。结果表明:体钎料的杨氏模量和蠕变速率敏感指数大约是BGA焊料小球和BGA焊点的2.5倍,验证了尺寸效应理论。采用纳米压痕仪测出的体钎料维氏硬度(15.101HV)小于显微硬度计的测量结果(20.660HV)。     

试样尺寸对SA508-3钢焊接接头断裂韧度的影响

针对大型核容器SA508-3钢焊接接头断裂韧度进行了研究.结果表明,在大试样条件下,母材、焊缝金属及热影响区的断裂韧度存在差异,焊缝金属的断裂韧度优于热影响区,母材的断裂韧度最低.试样几何尺寸直接影响裂纹尖端的应力状态,小试样时裂纹尖端处于平面应力状态,母材、焊缝金属及热影响区全部呈韧窝断裂,表现出良好的塑性;大试样时裂纹尖端处于平面应变状态,母材断口特征转变为准解理与解理混合断裂,热影响区为典型的准解理断裂,焊缝为韧窝断裂.     

Sn-Ag共晶钎料与Cu基板界面反应的热力学计算

为探讨热力学计算在无铅焊料的设计与研究领域中的应用,依据局部平衡理论,通过热力学相图计算,采用商业计算软件Thermo—Calc进行了计算与模拟工作．预测出250℃焊接温度下Sn—Ag共晶焊料与Cu基板界面处金属间化合物的形成序列;根据Scheil-Gulliver模型模拟了剩余液态钎料非平衡凝固过程,对相演变信息进行了预测．综合计算模拟结果,确定焊接接头的组织是由Cu6Sn5、Cu3Sn、、Ag3Sn和富Sn相（BCT—Sn）组成,有效地预测了界面反应行为,与实验结果吻合较好．     

Nd:YAG激光+CMT电弧复合热源横焊工艺参数对焊缝成形的影响

以304不锈钢为对象,借助焊缝成形参数来评价YAG激光+CMT电弧复合热源横焊焊缝的成形特征,研究了Nd:YAG激光+CMT复合热源横焊过程中焊接工艺参数对焊缝成形的影响.结果表明,在CMT电弧焊接中加入激光可以改善横焊焊缝成形;在激光能量和焊接电流一定时,光丝间距存在一个最佳匹配,使得Nd:YAG激光+CMT复合热源横焊焊缝成形良好;与其它复合热源焊接相对比激光功率对熔深影响较大,对横焊焊缝成形的影响程度与焊接电流有关;焊接速度对横焊焊缝成形影响显著;离焦量对横焊焊缝成形影响较小;电弧功率对横焊焊缝的偏离度影响显著.     

SAC0307-xNi/Ni焊点的IMC及镍镀层的消耗

利用扫描电镜(SEM)对焊点SAC0307/Ni(Sn-O.3Ag-0.7Cu/Ni)和SAC0307-0.05Ni/Nj(Sn-O.3Ag-0.7Cu-0.05 Ni/Ni)经过180℃老化后的界面金属问化合物(IMC)的微观结构及镍镀层的消耗进行了研究.结果表明,回流焊后,SAC0307/Ni和SAC0307-O.05Ni/Ni焊点的IMC层均为(Cu_(1-x)Ni_x)_6Sn_5,且随着老化时间的延长,IMC层的厚度均逐渐增加,化合物类型没有变化,但IMC的化学组成有所改变.SAC0307-0.05Ni/Ni焊点中IMC层形貌为蠕虫状,厚度比不加镍时有所降低.回流焊后两种钎料焊盘的镍层消耗几乎相同,但老化384h后SAC0307/Ni的焊盘镍层的剩余厚度明显比SAC0307-0.05Ni/Ni的小.因此,钎料中添加适量的镍可以有效地降低焊盘镍层在时效过程中的消耗速率,即显著提高镍焊盘的抗老化能力.

Abstract：

The micrestmcture of interfacial IMC and the consumption of Ni layer for SAC0307/Ni ( Sn-0.3Ag-0.7Cu/Ni ) soldered joint and SAOY307-0.05Ni/Ni (Sn-O. 3Ag-0.7Cu-0.05Ni/Ni) soldered joint after aging at 180℃ were studied by scanning electron microscope( SEM ). The results indicated that the IMC layer of SAC0307/Ni and SAC0307-0.05Ni/Ni are both (Cu_(1-x),Ni_x)_6Sn_5 after reflow soldering. With the increasing of aging time, the thickness of IMC layer increases gradually, the type of IMC is not changed, but the chemical composition changes. The morphology of IMC is stormshaped and the thickness of IMC is much thinner when SAC0307 solder added 0. 05 % Ni is used. The consumption of Ni layer is nearly the same using both solders "after the first time reflow soldering, but the residual thickness of the Ni layer in SACO307/Ni solder is thinner than that in SAC0307-0.05Ni/Ni after aging for 384 h. So solders with a little Ni element can decrease the consumption rate of Ni layer effectively during aging, that is, the aging-resistant abihty of Ni pad is improved obviously.