微量稀土元素对Sn57BilAg焊料合金组织与性能的影响

研究微量稀土元素对Sn57Bil Ag无铅焊料合金显微组织以及性能的影响.结果表明,当稀土含量为0.05％ ～0.5％(质量分数)时,对该无铅焊料合金的导电性和腐蚀性影响不大,但使熔化区间温度降低;可以提高焊料合金的力学性能,提高焊料的铺展面积,细化组织.比较Ce、Er、Y三种稀土元素对焊料合金的影响,发现Er元素可以更好地提高焊料合金的综合性能,Ce次之.     

添加微量稀土元素对Sn-Ag-Cu系无铅焊料性能的影响

以Sn-3．0Ag-0．5Cu（质量分数，％）焊料为母合金，探讨了微量稀土元素Ce、Er、Y和Sc对Sn—Ag—Cu合金物理性能、润湿性能以及力学性能的影响。试验结果表明：稀土元素对焊料的性能有不同的影响，添加微量Ce元素可以更好地改善焊料综合性能。     

Ce的添加对Sn-Ag-Cu合金电阻率和组织的影响

通过Ce的添加以及熔体结构转变两个方面探究其对Sn-3.8Ag-0.7Cu的影响。运用直流四电极法测量Sn-3.8Ag-0.7Cu-XCe(X=0%,0.2%,0.5%,1%)合金在液相线以上电阻率随温度的变化,得出无铅焊料Sn-3.8Ag-0.7CuXCe合金存在温度诱导的熔体结构转变,并且这种转变是可逆的。随着Ce添加量的增加,合金的熔点升高。凝固实验结果显示,熔体结构转变以及稀土元素Ce的添加均可以细化合金微观组织,且当Ce的添加量为0.2%时,微观结构最细小均匀。     

含Er镁合金的研究进展

综述了稀土元素Er在镁合金中的作用及对镁合金显微组织、力学性能和耐蚀性能影响的研究进展.Er可以净化镁合金熔体并对熔体具有良好的阻燃作用;稀土Er可以细化合金的晶粒组织,影响析出相的形态、数量、大小和分布,提高了镁合金的力学性能和耐腐蚀性能.     

Sn-Bi-In合金焊料及相图计算基础

Sn-Pb软钎焊料由于润湿性好、性能优良,是电子封装领域主要运用的传统软钎焊材。Pb有毒不符合绿色发展的理念,减少Pb的使用能保护环境和人体健康,必须研发新型无铅焊料替代传统的Sn-Pb焊料。新型的低温软钎焊料包括Sn-Bi, Sn-In两系合金。本文总结了Sn-Pb焊料的优点和缺点,与Sn-Pb焊料相比较阐述了Sn-Bi, Sn-In系低温无铅焊料的性能。分析了In, Bi的相互作用对锡基无铅焊料组织及性能的影响。低温的Sn-Bi-In系合金绿色无污染,将是一种能够运用于消费电子产品的新型无铅焊料合金。通过相图计算可以筛选较优的合金成分,为Sn-Bi-In无铅焊料的设计和性能研究提供参考,因此Sn-Bi-In三元系相图的计算尤为重要。文章中论述了Sn-Bi-In系合金的相图计算研究现状及热力学模型,收集整理了一些Sn-Bi-In三元合金的相结构参数和热力学数据,同时结合了CALPHAD说明了将相图计算运用于新型Sn-Bi-In焊料开发的优势。     

Er和Ce对铸造ZL101A铝合金组织与力学性能的作用对比研究

在ZL101A铝合金中分别加入稀土元素Er和Ce,比较加入两种稀土后合金的组织和力学性能方面的差异。结果表明：在α-Al和共晶Si方面,Er的细化作用明显优于Ce,加入Er可在ZL101A铝合金中形成更加细小和弥散分布的稀土化合物相,使合金的力学性能有较大程度的提高,其ZL101A (Er)合金的抗拉强度达到188 MPa,伸长率是6.7%,高于ZL101A (Ce)合金。     

稀土元素Ce对HSn62-1黄铜组织和脱锌腐蚀性能的影响

研究了加入稀土元素Ce对Hsn62-1黄铜组织的影响,利用腐蚀试验和电化学试验研究了稀土元素Ce的加入对合金耐脱锌腐蚀性能的影响。研究表明,加入稀土元素Ce明显地细化了合金的组织,使粗大的α、β板条状组织变成短小的细板条状组织。加入稀土元素Ce可以明显改善黄铜耐脱锌腐蚀性能。     

电子组装用含稀土无铅钎料研究

在电子产品的所有故障原因中,60%以上是由焊点失效所引起,而焊点的可靠性很大程度上取决于钎料的综合性能。因此,本文针对目前广泛应用的Sn3.8Ag0.7Cu(%,质量分数)无铅钎料,研究了添加微量的稀土元素Ce,Yb及Eu对Sn3.8Ag0.7Cu无铅钎料在Cu基板上的润湿性能的影响,同时对比分析了含不同稀土元素焊点的力学性能、微观组织和热疲劳性能。结果表明:添加单一稀土元素Ce,Yb及Eu后,Sn Ag Cu钎料的铺展面积显著增加,焊点的力学性能也得到不同程度的提高,提高幅度分别为12.7%,25.4%和18.0%。稀土元素Ce,Yb及Eu的添加细化了钎料的显微组织,焊点内部的共晶组织均匀分布在β-Sn基体中,且显微组织中的Cu6Sn5和Ag3Sn金属间化合物的尺寸也相应减小,这可能是含稀土Sn Ag Cu无铅焊点的力学性能高于Sn Ag Cu焊点的主要原因。此外,在热循环载荷下,发现稀土元素Ce,Yb及Eu可以显著提高Sn3.8Ag0.7Cu焊点的疲劳寿命。     

稀土元素Ce对HSn62-1黄铜组织

研究了加入稀土元素Ce对HSn62-1黄铜组织的影响.利用腐蚀试验和电化学试验研究了稀土元素Ce的加入对合金耐脱锌腐蚀性能的影响.研究表明,加入稀土元素Ce明显地细化了合金的组织,使粗大的α、β板条状组织变成短小的细板条状组织.加入稀土元素Ce可以明显改善黄铜耐脱锌腐蚀性能.     

无铅焊料合金研究现状

介绍了目前广泛使用的无铅焊料体系及其优缺点,在Sn-Cu、Sn-Ag、Sn-Bi、Sn-Zn系无铅焊料合金与SnPb37合金性能进行对比的基础上,通过焊接界面IMC可靠性分析,总结了金属元素、纳米颗粒对无铅焊料合金可靠性能的影响,对Thermo-Calc计算在焊料合金设计和疲劳计算的应用前景和发展趋势进行了展望。     

Effect of Rare Earths on Solidification Microstructure and High Temperature Mechanical Property of Sn60-Pb40 Solder alloy

Ｓｎ6 0 Ｐｂ40ｓｏｌｄｅｒａｌｌｏｙｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｆｏｒｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｐａｃｋａｇｉｎｇ .Ｔｈｉｓａｌｌｏｙｈａｓａｋｉｎｄｏｆｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｏｍｔｈｅｔｙｐｉｃａｌｌａｍｅｌ ｌａｒｃｏｌｏｎｙｏｗｉｎｇｔｏｉｔｓｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｄｅｐａｒｔｕｒｅｆｒｏｍｔｈｅｒｅａｌｅｕｔｅｃｔｉｃｐｏｉｎｔＳｎ6 3 Ｐｂ37.Ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ ,ｔｈｅｐｒｉｍａｒｙＰｂ ｒｉｃｈｐｈａｓｅｗｉｌｌｂｅｓｕｒｒｏｕ…     

Microstructures and properties of SnZn-xEr lead-free solders

The Sn9Zn eutectic alloy is the nontoxic lead-free solders alternative having a melting temperature which is closest to that of the eutectic SnPb alloy. In order to improve the properties of SnZn lead-free solders, 0-0.5 wt.% of rare earth Er was added to the base alloys, and the microstructures were studied. Results showed that the addition of rare earth Er could enhance the wettability of SnZn solders, with 0.08%Er addition, the spreading area gave an 19.1% increase. And based on the mechanical testing, it was found that the tensile force and shear force of SnZn-xEr solder joints could be improved significantly. Moreover, the oxidation resistance of SnZn0.08Er solder was better than that of SnZn solder. In addition, it was found that trace amounts of rare earth Er could refine the microstructures of SnZn solders, especially for Zn-rich phases, and excessive amount of rare earth Er led to a coarse microstructure.     

Effect of Lanthanum on Driving Force for Cu6Sn5 Growth and Improvement of Solder Joint Reliability

By means of adding low content of rare earth element La into Sn6(bPb40 solder alloy, the growth of Cu6Sn5 intermetallic compound at the interface of solder joint is hindered, and the thermal fatigue life of solder joint is increased by 2 times. The results of thermodynamic calculation based on diffusion kinetics show that, the driving force for Cu6Sn5 growth is lowered by adding small content of La in Sn60-Pb40 solder alloy. Meanwhile, there is aneffective local mole fraction range of La, in which, 0.18% is the limited value and 0.08% is the best value.     

超重力强化金属铋提取废旧钕铁硼中稀土元素

钕铁硼是应用最广泛的永磁材料,每年会产生大量达到使用年限的废旧钕铁硼。这些废料中含有20%～30%稀土元素,是宝贵的二次资源。文中以金属铋为提取剂,通过火法熔炼回收废旧钕铁硼中的稀土元素,并利用高温超重力技术将过量的铋分离,用于循环使用。考察了熔炼过程中铋废质量比对稀土提取效率的影响,以及超重力离心过程中温度和重力系数对铋的回收率的影响。结果表明,在铋废质量比大于1∶1时,铋相与铁相分层效果较好,废旧钕铁硼中的稀土元素几乎全部进入铋相中;在较优分离条件：T=500℃、G=1 000下,稀土回收率达99.8%,铋的回收率达72.7%。该工艺的成功开发为废旧钕铁硼中稀土元素回收利用开辟了一条新途径。     

电感耦合等离子体质谱法测定锡铅焊料中11种杂质元素

锡铅焊料中的杂质元素对焊点的抗氧化性、润湿性、扩展面积有重要影响,因此对其进行测定意义重大。采用硝酸、氢氟酸溶解样品,选择H₂动态反应池模式测定Fe,标准模式测定Al、P、Cu、Zn、As、Cd、Ag、Sb、Au、Bi,同时以Sc校正Al、P、Fe、Cu,以Cs校正Zn、As、Ag、Cd,以Tl校正Sb、Au、Bi,实现了电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对锡铅焊料中这11种杂质元素含量的测定。在优化的实验条件下,11种杂质元素校准曲线的相关系数均大于0.999,方法的检出限在0.002~0.80μg/g范围内,测定下限在0.007~2.73μg/g范围内。用建立的实验方法测定锡铅焊料样品中Al、P、Fe、Cu、Zn、As、Cd、Ag、Sb、Au、Bi,平行测定11次结果的相对标准偏差(RSD)为0.85%~3.5%,加标回收率为90%~110%。将实验方法应用于锡铅焊料标准物质YT9302中Al、Fe、Cu、Zn、As、Sb、Bi共7种杂质元素的测定,结果与认定值一致。     

Thermodynamic Assessment of Interaction Relation between Lanthanum and Constituent Elements in Sn-Pb Alloy

Ｂｙａｄｄｉｎｇｔｒａｃｅａｍｏｕｎｔｏｆｌａｎｔｈａｎｕｍ(0 0 2 4% ) ,ｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌＳｎ6 0 Ｐｂ40ｓｏｌｄｅｒａｌｌｏｙｉｓｈｏｍｏｇｅｎｉｚｅｄ ,ｔｈａｔｉｓ ,ｔｈｅｃｏａｒｓｅＳｎ ｒｉｃｈｈａｌｏｗｈｉｃｈｓｕｒｒｏｕｎｄｓｔｈｅｐｒｉｍａｒｙＰｂ ｒｉｃｈｐｈａｓｅｉｓｄｅｐｒｅｓｓｅｄｏｂｖｉｏｕｓｌｙ .Ａｓａｒｅｓｕｌｔ,ｔｈｅｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆＳｎ6 0 Ｐｂ40ｓｏｌｄｅｒａｌｌｏｙｉｎｃｒ…     

合金元素对Sn-9Zn基无铅钎料润湿性和组织的影响

研究了分别添加混合轻稀土、磷和铋对Sn-9Zn共晶合金在铜基上的润湿性能及对钎料内部显微结构和钎料/铜界面的影响。研究结果表明:Bi、RE和P都能有效地改善Sn-9Zn基合金钎料在铜基上的润湿性;且添加RE和P对钎料/铜界面无明显的影响,也不改变Sn-9Zn钎料内部的扫把状共晶结构;而添加Bi促进了Sn-9Zn合金中锌的富集析出。     

Effects of la addition on microstructure and mechanical properties of SN–58BI solders joints with osp pads

Abstract

Rapid whisker growth was significantly alleviated in a Sn–58Bi alloy doped with 0·5 wt-%La. Experimental results showed that many thin, plate form intermetallic phases appeared in the solder matrix. The absence of tin whiskers was correlated to the shape effect of RE containing intermetallic plates. After reflowing, Cu₆Sn₅ intermetallic compounds appeared at the solder/pad interfaces of Sn–58Bi and Sn–58Bi–0·5La packages with OSP pads, which grow linearly during the aging at 75 and 100°C for various times ranging from 100 to 1000 h. In addition, the interfacial intermetallics layers in Sn–58Bi–0·5La solder joints were also observed thinner than those in undoped Sn–58Bi joints. However, RE containing interfacial intermetallic compounds in Sn–58Bi–0·5La solder joints led to lower bonding strengths in both ball shear tests (0·4 mm s^?1) and high speed ball shear tests (2000 mm s^?1). All the reflowed and aged solder joints of both packages were ruptured through the solder balls indicating brittle characteristic.

On a réduit significativement la croissance rapide de barbe dans un alliage de Sn–58Bi dopé avec 0·5% en poids de La. Les résultats expérimentaux ont montré que plusieurs phases intermétalliques fines en forme de plaque apparaissaient dans la matrice du métal d’apport. On a corrélé l’absence de barbes d’étain aux effets de la forme des plaques intermétalliques contenant de la terre rare. Après la refusion, les composés intermétalliques de Cu₆Sn₅ apparaissaient à l’interface du métal d’apport et des pastilles des paquets de Sn–58Bi et de Sn–58Bi–0·5La avec pastilles d’OSP, lesquels s’accroissent linéairement lors du vieillissement à 75 et à 100°C pour des durées variées allant de 100 à 1000 heures. De plus, on a observé que les couches intermétalliques de l’interface dans les joints à brasure tendre de Sn–58Bi–0·5La étaient plus minces que celles des joints non dopés de Sn–58Bi. Cependant, les composés intermétalliques de l’interface contenant de la terre rare dans les joints à brasure tendre de Sn–58Bi–0·5La menaient à des résistances de cohésion plus faibles tant dans les épreuves de cisaillement de bille (0·4 mm s^?1) que dans les épreuves de cisaillement de bille à haute vitesse (2000 mm s^?1). Tous les joints à brasure tendre avec refusion et vieillissement des deux paquets se fracturaient à travers les billes de soudure, indiquant une caractéristique fragile.     

Sn—Ag基无铅焊料的研究与进展

研究开发无铅焊料是我国电子材料行业面临的新课题,Sn-Ag系是一种有希望替代铅焊料的无铅焊料。本文综述了该合金系研究的主要成果,包括微观组织、焊料与基体的相互作用、拉伸和剪切性能、疲劳性能及蠕变性能,指出了此合金系作为软钎焊材料尚待解决的问题。采用合金化、基体涂层、发展新焊剂等手段可使该合金系发展为较理想的无铅焊料。     

Sn-Bi低温焊膏用助焊剂的研制

针对Sn42Bi58低温焊料的特点,通过筛选松香、溶剂、活性剂、三乙醇胺的种类和配比,并以扩展率为主要性能指标对其进行测试,研制Sn42Bi58低温焊膏用助焊剂。结果表明,当两种不同松香质量分数比为1∶1,两种不同溶剂的质量分数比为2∶1,活性剂、三乙醇胺的质量分数分别为4.5%、1.0%时,助焊剂具有很好的稳定性和助焊性能,用其所配置的焊膏,其焊后焊点光亮饱满,扩展率达到84.1%。