H701型铝钎剂的试制

前言铝波导的火焰钎焊和炉中钎焊,目前较广泛使用的是仿苏34A型铝钎剂,用Al—6Si—28Cu钎料。但由于这种钎料脆性大,抗腐蚀性能较差,所以北大同我厂共同研制了129A、1712B等钎剂[1],和Al—Si—Be钎料[6]。此钎料克服了34A钎料、钎剂的某些缺点,钎料的韧性好,钎剂的流动性好,焊缝表面光滑,易清洗。但由于氯化物钎剂本身的物理化学性质所决定,钎剂易吸潮失效,残留物有吸湿性,放久后有腐蚀斑     

Sn-Cu、Sn-Ag-Cu系无铅钎料的钎焊特性研究

制备了Sn-0.7Cu、Sn-3.5Ag-0.6Cu钎料,用润湿平衡法测量了钎料对铜的润湿曲线,研究了温度、钎剂活性、钎焊时间对润湿行为的影响,并与Sn-37Pb钎料进行了比较。结果表明:升高温度能显著改善无铅钎料对铜的钎焊性。当温度<270℃时,Sn-0.7Cu的钎焊性明显低于Sn-3.5Ag-0.6Cu钎料;而当温度≥270℃时,两种钎料对铜都会显示较好的润湿性,而Sn-0.7Cu略优于Sn-3.5Ag-0.6Cu钎料。提高钎剂活性能显著增强钎料对铜的润湿性,其卤素离子的最佳质量分数均为0.4%左右。随着浸渍时间的延长,熔融钎料与铜的界面间产生失润现象。无铅钎料的熔点和表面张力较高,是钎焊性较差的根本原因。     

BiAgSbCu系高温无铅钎料制备及焊接性能研究

研制开发熔点在260 ℃以上的高温无铅钎料来代替传统的高铅钎料运用于电子封装一直是钎焊领域的一大难题。熔点约为272 ℃的Bi-2.6 Ag-5 Sb钎料合金因润湿性和焊接可靠性不良在运用上受到限制。文中通过在Bi-2.6 Ag-5 Sb钎料合金中添加微量元素Cu来改善B-i2.6 Ag-5 Sb合金的润湿性及焊接可靠性。研究结果表明,Cu含量对BiAgSbCu系钎料合金熔点影响较小,当Cu含量为2 %时,润湿性及焊接可靠性最佳。     

Sn-Zn系钎料研究及应用现状

随着钎料无铅化的发展,Sn-Zn钎料以其低廉的成本,与SnPb钎料相近的熔点成为无铅钎料研究的重点.但是Sn-Zn钎料存在易氧化,抗腐蚀性差,润湿性差的问题,通常在SnZn钎料中加入不同元素,改善其性能.主要阐述不同添加元素Bi、Al、In、Re(稀土元素)、Ag、Cu、P和多元合金对SnZn钎料自身性能和钎料与Cu结合性能的影响,概述SnZn系钎料的工业应用现状.     

BiSbCuSn高温无铅软钎料物理性能及润湿性能研究

研制开发熔点在250～450℃之间的高温无铅软钎料一直是钎焊领域一大难题。熔点为300℃左右的Bi5Sb2Cu钎料因润湿性能和导电性能不良而受到限制。本文通过在Bi5Sb2Cu中添加不同含量Sn形成新型BiSbCuSn四元合金,来改善Bi5Sb2Cu合金的润湿性能和物理性能。结果表明：在Bi5Sb2Cu钎料合金中添加2-↑10wt．％Sn,BiSbCu钎料合金熔点呈下降趋势且幅度较大,但仍在250～450℃之间,润湿性能和导电性能明显改善。当Sn含量为10wt．％时,（Bi5Sb2Cu）10Sn钎料合金润湿性能和导电性能最好。     

Sn基钎料与Cu和Al基板的润湿性比较研究

采用润湿平衡法测量了四种Sn基钎料(Sn-37Pb、Sn-3.OAg-0.5Cu、Sn-0.7Cu与Sn-9Zn)分别在250,260和270℃与Cu、Al两种基板的润湿性能.结果表明:钎料与Al基板的润湿时间均比Cu基板长,除Sn-9Zn外,其他三种钎料与Cu基板的润湿力比Al基板大,并且随着温度升高,润湿性能提高,...     

SnAgCu系钎料合金对表面贴装元件润湿特性研究

采用润湿平衡法,研究了水溶性钎剂条件下SnAgCu系钎料合金对表面贴装元件的润湿特性.试验结果表明,钎焊温度对润湿力作用显著.Sn2.5Ag0.7Cu钎料合金的最大润湿力为1.265 mN,其最佳工艺参数分别为:预热时间15 s,钎焊温度255℃和钎焊时间5 s.该润湿力高于目前商用的Sn3.0Ag0.5Cu钎料,与Sn3.8Ag0.7Cu钎料润湿力相当,完全能够满足表面组装行业对无铅钎料润湿性能的要求.     

Al/Zn-3Al/Cu无钎剂钎焊接头界面冶金反应行为及性能研究

研究了采用Zn-3Al钎料钎焊Al/Cu异质金属时,钎焊温度对接头冶金反应行为及性能的影响。结果表明,在400℃超声钎焊时,接头的钎缝层由不均匀分布的α-Al和CuZn5树枝状晶以及Zn-Al共晶基体组成,接头的Cu界面处形成了较厚的扇贝状CuZn5金属间化合物层和Cu基扩散层。增加钎焊温度到440℃时,接头的钎缝层转变为由均匀弥散分布的CuZn5、α-Al和Al4.2Cu3.2Zn0.7相组成,接头Cu界面处的金属间化合物层则由CuZn5相转变为锯齿状的Al4.2Cu3.2Zn0.7相。进一步增加钎焊温度至480℃引起了接头显微组织的粗化和钎缝层中缩孔的形成。性能测试表明,与在400℃和480℃超声钎焊相比,在440℃超声钎焊获得的Cu/Al接头有着最佳的拉伸强度值(78.9 MPa)和抗腐蚀性     

Sn-Zn系无铅钎料最新进展

Sn-Zn系钎料熔点与传统Sn-37Pb钎料十分接近,成本低廉,被研究者所推崇。由于Zn的存在导致Sn-Zn钎料润湿性差及抗氧化性不足,阻碍了该钎料的发展。添加合金元素和纳米颗粒是改善Sn-Zn钎料组织和性能行之有效的方法之一,为国内外研究者所推崇。结合国内外Sn-Zn系无铅钎料最新研究成果,探讨添加微量的合金元素In、Ni、Cr、Ga、Bi、Cu、Al、Ag、稀土元素及纳米颗粒对钎料润湿性、抗氧化性、力学性能、显微组织和界面组织的影响,同时简述有关钎剂对Sn-Zn的影响,并对Sn-Zn系钎料的发展趋势进行分析与展望。     

内生无铅复合钎料在不同工艺条件下的制备及性能研究

通过采用不同工艺的内生法在Sn-3.5Ag共晶钎料基体中引入弥散分布的Cu6Sn5颗粒,制得了内生无铅复合钎料。研究了不同工艺条件对该钎料力学性能及电迁移行为的影响。结果表明,在冷却速度(0.1℃/s)较慢时制备的钎料,其内生Cu6Sn5颗粒细小,分布最均匀,且团聚程度较轻,另外,其钎焊接头力学性能最好;通5 A电流384 h后,其正负极金属间化合物层厚度的差异保持在约1.2μm,说明Cu6Sn5颗粒的引入提高了钎料的抗电迁移性能。     

无铅制程导入面临的问题及解决方案(续)

(上接2006年第5期第55页)3.4.6杂质元素控制表8为无铅钎料中污染元素含量上限要求。实际生产过程中,对钎料槽中Cu、Pb、Fe等杂质要进行严格控制。钎料中的Cu主要来源于电路板镀层和元件镀层,SAC合金更趋向于溶解铜,速度是SnPb合金表8无铅钎料中污染元素含量上限上限/%现象Pb0.100法律规定Bi0.250无光泽,与铅使用会增加剥离Cu0.300会随钎料槽的使用而增加Cd0.002氧化增加粘度Zn0.005氧化排流不良,乳化锡渣Al0.002增加锡渣率0.0005?0.020造成焊点砂质In0.100降低熔点As0.030产生半润湿Au0.010钎料变得不活波,焊点无光泽的2倍,是SnC…     

Sn对BiSbCu钎料钎焊工艺性能的影响

在BiSbCu钎料中添加Sn,分析Sn对BiSbCu钎料合金钎焊工艺性能的主要指标——钎料熔点和铺展面积的影响.结果表明:在Bi5Sb2Cu钎料合金中加入Sn可以显著降低钎料的熔点和显著增强钎料合金的铺展性能.当Sn的质量分数为10％时,Bi5Sb2Cu钎料的铺展面积为26.22 mm2,钎焊工艺性能最好.     

Sn对BiSbCu钎料钎焊工艺性能的影响

在BiSbCu钎料中添加Sn,分析Sn对BiSbCu钎料合金钎焊工艺性能的主要指标——钎料熔点和铺展面积的影响。结果表明:在Bi5Sb2Cu钎料合金中加入Sn可以显著降低钎料的熔点和显著增强钎料合金的铺展性能。当Sn的质量分数为10%时,Bi5Sb2Cu钎料的铺展面积为26.22 mm2,钎焊工艺性能最好。     

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。     

铝用氟化物纤剂溶点的调整

由ＫＦ一Ａ１Ｆ３共晶组成的氟化物钎剂，由于其钎焊铝件后的残渣不对铝件产生腐蚀而得到应用。但它的熔点较高，限制了它的使用范围。因此，调整它的组成使熔点下降是人们关切的问题。本文就共晶组成的基础上添加了某些氟化物、氯化物组元进行了研究。试验表明，氟化物的加入对钎剂熔点的下降无益；氯化物（ＢｒＣｌ、ＩＣｌ、ＫＣｌ）有助于钎剂熔点的降低，尤以ＫＣｌ更为明显。添加ＫＣｌ为１９％时，钎剂熔点可降低３０℃左右。     

Si3N4陶瓷与钢的真空钎焊研究

本文研究了Cu—Sn—Ti,Cu—In—Ti,Cu—Cr,Cu—Ge—Ti铜基活性钎料钎焊Si_3N_4陶瓷与钢。结果表明,四种铜基无银钎料均可实现Si_3N_4陶瓷与钢的连接,Cu—Sn—Ti,Cu—In—Ti的钎焊接头的剪切强度较高,它们合适的钎焊工艺参数分别为1373K×600s,1323K×600s。钎焊接头的X射线衍射分析,波谱分析表明活性钎料连接陶瓷与金属的机制是钎料中活性元素(Ti、Cu)向陶瓷界面扩散并与之发生化学反应而实现接合。     

AgCu28共晶钎料的铺展性研究

针对陶瓷DIP外壳钎焊时,常出现AgCu28钎料流淌的问题,而钎料铺展性对钎料的流淌起着重要作用,为此研究了在不同的生产工艺条件下,AgCu28共晶钎料在镀有不同厚度镍的金属化陶瓷基板和4J42可伐合金片上的铺展性。结果显示钎料在化学镀镍层上比在4J42合金带上的铺展面积大,并存在一个临界镀镍层厚度(0.5~1.0 靘),超过这一临界值,铺展面积显著下降。钎料铺展面积随着焊接温度、时间而改变,控制在钎料熔点以上的停留时间是减少钎料过分铺展的关键。     

新型Al-Si-Cu-Ge系钎料研究

研究了用于铝合金钎焊的新型Al-Si-Cu-Ge系钎料,通过快冷工艺制备了厚度90μm～150μm的钎料薄带.对所研究钎料的熔化温度区间及金相组织进行了分析和判定,结果表明:与Al-9.6Si-20Cu钎料相比,钎料熔化温度大幅降低;普通钎料和快冷钎料的固相线相差30℃左右,液相线差别约5℃;普通钎料的微观组织主要由Al-Si-Cu-Ge、Al-Si-Ge和Al-Cu共晶相、Si-Ge先析出相及θ(Al2Cu)相组成;快冷钎料晶粒尺寸范围约1 μm～5μm.     

Sn-Zn无铅钎料合金化改性研究

各国立法限制或禁止Pb的使用极大地促进了无铅钎料的研究和应用.Sn-zn钎料作为一种很有潜力的钎料,引起了研究人员的广泛兴趣,成为了无铅钎料的研究热点.加入合金元素能显著改善Sn-Zn钎料的性能.本文阐述了加入Ag、Cu、Zn、Bi、Re、Al等金属对Sn-Zn钎料的熔点、润湿性、力学性能、抗氧化腐蚀以及接头的金属间化合物(IMC)方面的影响.最后简单阐述了Sn-zn钎料的应用现状和未来的改进方向.     

Sn-0.3Ag-0.7Cu-xBi低银无铅钎料的润湿性

以Bi为添加剂对低银型Sn-0.3Ag-0.7Cu无铅钎料进行改性,应用SAT—5100型润湿平衡仪对Sn-0.3Ag-0.7Cu-xBi(x=0,1,3和4.5)钎料的润湿性能作了对比分析。结果表明:适量Bi元素的加入可以改善Sn-0.3Ag-0.7Cu钎料合金的润湿性能,且在240℃下Sn-0.3Ag-0.7Cu-3.0Bi无铅钎料具有最佳的润湿性能,在250℃其润湿力达到最大值3.2×10–3N/cm。