工业纯Sn和Sn-3Ag-0.5Cu合金在沈阳大气环境下自然暴露的初期腐蚀行为

通过沈阳大气环境下的自然暴露实验研究工业纯Sn和Sn-3Ag-0.5Cu合金的早期大气腐蚀行为。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)分析了表面腐蚀产物的形貌与成分。结果表明:工业纯Sn与Sn-3Ag-0.5Cu合金在沈阳工业大气环境下自然暴露后都很快发生了表面腐蚀并失泽,早期腐蚀产物疏松、龟裂并易于剥落。XPS深度分析表明:自然条件下暴露18 d后,表面腐蚀产物层厚度约为400 nm。工业大气中的悬浮物颗粒对腐蚀的形核和扩展起重要作用,Sn-3Ag-0.5Cu合金中的第二相Ag3Sn和Cu6Sn5作为阴极存在,但对大气腐蚀的加速影响不大。     

Sn-9Zn系无铅焊料钎焊接头剪切性能的研究

利用扫描电镜及万能材料实验机研究了Sn-9Zn/Cu钎焊接头的界面形貌及Sn-9Zn焊料微合金化前后钎焊接头的剪切性能变化。结果表明,Sn-9Zn/Cu界面金属间化合物为Cu5Zn8,界面层呈平整的锯齿状。由于焊接时没有保护气氛,以致Sn-9Zn氧化而使剪切性能变差,而同时添加微量RE和Ag或RE和Al元素后剪切强度大幅度增高,尤其是添加0.025%RE和0.3%Ag时剪切强度可提高46.47%,同时添加元素后剪切断口韧性断裂趋势增大。     

应变速率对Sn-9Zn共晶合金拉伸性能的影响

Sn—9Zn合金室温的拉伸曲线上存在一个较宽的无加工硬化区域,合金的最大拉伸应力对应变速率敏感,随着应变速率的增加,最大拉伸应力增大,对应变速率与抗拉强度关系的拟合获得了这种合金的应变速率敏感指数为0．097．SEM观察表明,裂纹在棒状Zn与基体的界面处萌生．合金的拉伸断口特征随应变速率的增加从典型的韧窝状延性断裂向半解理脆性断裂过渡。     

亚共晶Sn-Zn系合金无铅焊料的性能

通过差热分析(DTA),研究Sn-xZn合金(x=2.5~9)的非平衡熔化性能,发现在加热速度为5℃/min时,Sn-6.5Zn与Sn-9Zn的熔化特性相同;通过浸润法和铺展法表征Sn-xZn合金在Cu基材表面上的润湿性。结果表明:Sn-6.5Zn在Cu基材表面上的润湿性优于Sn-9Zn。研究速率为10-3s-1和10-1s-1时Sn-xZn的拉伸性能,结果发现:Sn-6.5Zn的抗拉强度与Sn-9Zn的相当,而延伸率高于Sn-9Zn。以搭接焊及界面剪切实验研究Sn-xZn/Cu焊点界面强度,发现焊点界面剪切强度随x的增加而提高,在x≥6.5时趋于稳定;x=6.5时剪切力最大,表明Sn-6.5Zn在Sn-Zn系中具有最好的钎焊工艺性能。     

无铅焊料合金

以往的以Sn为主成分的无铅焊料，如果在变压器或电机的线圈部件端部进行预镀，形成于熔化焊料上的氧化屑附着在电镀部，则被废弃的氧化屑较多。为此，日本千住金属工业株式会社提供一种可抑制焊料在400℃附近氧化的无铅焊料（专利公开2004—181485）。     

抗氧化无铅焊料的研制

根据无铅焊料的要求与工作条件，选择了组成无铅焊料各金属元素及其最佳配比，研究了Sn-Ag-Bi-Cu系无铅合金焊料。焊料具有独特的抗氧化能力和良好的力学性能及焊接性能，抗氧化能力优于含铅焊料，主要技术性能基本接近Sn63/Pb锡铅焊料。     

无铅焊料合金

以往的以Sn为主成分的无铅焊料，如果在变压器或电机的线圈部件端部进行预镀，形成于熔化焊料上的氧化屑附着在电镀部，另且被废弃的氧化屑较多。为此，日本千住金属工业株式会社提供一种可抑制焊料在400℃附近氧化的无铅焊料。     

无铅焊料的腐蚀性能研究现状及展望

就Sn-Ag、Sn-Cu、Sn-Ag-Cu和Sn-Zn几种主要的无铅焊料合金系阐述了当前对无铅焊料腐蚀性能的研究情况。指出当前研究只关注了焊料本体的腐蚀性能,而在焊接过程中焊料熔化和凝固后的微观结构和化学等将发生变化,这些对腐蚀有很大影响。提出进一步研究应关注实际焊点与服役环境的交互作用机制。     

新型低温无铅焊料的研究进展

随着人们对铅毒性的认知及世界各国“限铅令”的颁布,因为铅污染问题,研究人员开始着手研究Sn-Pb焊料的代替品,迫切需要探索一种零污染、低成本的新型电子封装焊料。目前研制的新型低温无铅焊料有Sn-Cu、Sn-Ag、Sn-Bi、Sn-Zn、Sn-In二元焊料和Sn-Ag-Cu三元焊料,但由于新型低温无铅焊料存在着熔点高、抗氧化性能差等问题,有人提出通过在这些无铅焊料中加入第三或第四种合金元素改善无铅焊料的组织性能。介绍了新型低温无铅焊料的应用,制备,优缺点及对它的要求,叙述了目前新型低温无铅焊料的研究进展,并提出了新型低温无铅焊料的研究方向。     

锡基无铅电子焊料的研究进展与发展趋势

锡基焊料是电子丁业上广为使用的连接材料,随着环保意识的增强,人们加强了对无铅焊料的研究。文章概述了锡基无铅电子焊料的发展概况,主要介绍了Sn—Ag、Sn—Zn、Sn—Cu和Sn-Bi四种合金系焊料的最新研究进展,指出了锡基无铅焊料的应用和发展趋势。     

辽宁大气腐蚀性研究——锌、铜、铝暴露两年试验结果

在辽宁省范围内约等距离地设置了192处挂片点,进行锌及铜、铝有色金属材料的大气暴露试验。两年后测量不同地点的腐蚀率,绘制成辽宁省大气腐蚀图。此外,根据各试验点的气象与大气污染数据,腐蚀形貌和腐蚀产物分析结果,讨论了锌等材料的大气腐蚀规律。     

共晶SnBi/CU焊点界面处Bi的偏析

利用SEM,TEM,XRD分析了共晶SnBi／Cu焊点经120℃时效7d后界面组织结构的变化,焊点界面处金属间化合物厚度由原来初始态的约2μm增至时效态的10μm,并且化合物也由原来单一的Cu6Sn5转变为Cu6Sn5和Cu3Sn相,进一步研究表明,在Cu3Sn与Cu之间界面处偏析了大量尺寸约100nm的Bi颗粒,双缺口试样的断裂韧性实验表明,热时效促使焊点断裂韧性快速下降,同时该焊点的断口也由原来初始态的韧性断裂转变为时效后Cu3Sn与Cu界面处的脆性断裂,脆性断裂后一侧断口为鲜亮的Cu表面,在TEM下,通过与220℃／5d时效态纯Sn／Cu焊点相同界面的比较,可以断定引起该焊点失效的原因是Bi颗粒在此界面处的偏析,含Bi无Pb焊料由于Bi在界面析出而引发的脆断将会是微电子器件长期使用中的一个潜在危害。     

Cu颗粒增强的Sn-9Zn复合钎料/Cu钎焊接头界面反应

研究了长时间再流焊条件下,在粉状Sn-9Zn无铅钎料中加入Cu颗粒增强质点(复合钎料)对Sn-9Zn/Cu钎焊接头界面反应的影响.结果表明,在Sn-9Zn无铅钎料中加入Cu颗粒,可有效降低Sn-9Zn/Cu钎焊接头界面金属间化合物(IMC)的生长速度,从而减小界面IMC层的厚度,减少IMC层内的柯肯达尔(Kirkendall)缺陷;IMC层的厚度随再流焊时间的增加而增加,随Cu颗粒加入量的增加而减小.在现试验条件下,IMC层由Cu-Zn金属间化合物组成,未检测到Cu-Sn金属间化合物的存在.     

锡锌钎料的腐蚀行为

在传统的SnZn共晶钎料中加入微量稀土元素获得含稀土的SnZnRE钎料．采用失重法、扫描电镜腐蚀形貌观察及电化学分析技术对钎料在不同环境下的腐蚀行为进行分析，研究SnZn系钎料的抗腐蚀性能，并与SnPb钎料进行了比较．     

Sn-9Zn钎料与内加Cu质点和Cu基体界面生长行为

在Sn-9Zn无铅钎料中加入Cu金属质点,研究在长时间钎焊条件下钎料/Cu质点、钎料/Cu基体界面金属间化合物（IMCs）的生长行为。结果表明：在钎料/Cu质点和钎料/Cu基体界面处都生成Cu-Zn相（IMCs）,其组成为Cu5Zn8＋CuZn或Cu5Zn8,而且钎料/质点界面处IMCs的生长速度明显快于钎料/基体处;同时发现,Cu质点的加入大大减小了钎料/Cu基体界面IMCs的厚度。由于Cu质点原位生成Cu-Zn IMCs,消耗了焊点中的Zn,因此Sn-9Zn/Cu接头的可靠性得以提高。     

金属间化合物Ag3Sn对Sn3.8Ag0.7Cu焊料合金拉伸性能的影响

利用不同凝固速率和等通道挤压法制备不同组织结构的Sn3.8Ag0.7Cu合金,使其包含不同形貌、大小及分布的Ag3Sn金属间化合物;拉伸曲线的比较分析和变形后组织的电镜观察表明,大的针状化合物对合金起着纤维增强的作用,但自身脆性断裂造成空洞,降低了材料的塑性;微细颗粒状化合物起着弥散强化作用,分布在小的等轴晶粒晶界上的化合物颗粒能够阻碍晶界的滑动,起到增强的作用.     

Sn-9Zn无铅钎料合金的压蠕变行为研究

试验研究了Sn-9Zn合金钎料在温度为40～100℃和压力为9．3～18．6MPa范围内的压蠕变行为。结果表明：随温度和应力的升高，合金的压蠕变量增大，稳态蠕变速率的对数分别与应力对数和温度呈较好的线性关系，稳态蠕变速率符合半经验公式。在不同的温度下，应力指数n相近，平均值为5．74；不同的应力下，表观激活能Qa相差不大，平均值为51．95kJ／mol，材料结构常数为0．03，压蠕变变形是位错滑移和位错攀移共同作用的结果，控制稳态蠕变速率的主要因素为位错管道扩散过程控制下的位错攀移。     

金属高温硫化研究进展

本文回顾了金属高温硫化研究的发展概况,归纳了所取得的重要结果,探讨了今后的发展方向。     

人工模拟海洋大气环境下Sn-0.7Cu无铅焊料的点蚀行为及微量Ga的影响

通过人工海水的盐雾干-湿实验模拟海洋大气环境,研究了Sn-0.7Cu和Sn-0.7Cu-0.01Ga合金的腐蚀行为.采用SEM和XPS分析了合金表面腐蚀形貌及腐蚀产物成分,采用XRD分析了腐蚀产物的结构.结果表明:Sn-0.7Cu合金腐蚀初期发生明显的点蚀,点蚀易于在富Cu区萌生,且以触须状向外扩展;腐蚀后期腐蚀产物分层,龟裂且易于剥落,此时腐蚀产物不具有保护性.XRD分析表明.腐蚀产物主要为非晶态Sn的氧化物,同时有少量的SnCl_2·2H_2O;微量元素Ga能显著提高Sn-0.7Cu合金的抗盐雾腐蚀性能.XPS分析表明,微量元素Ga在表面存在明显的富集行为,并形成一种致密的保护性氧化膜,它是提高Sn-0.7Cu合金抗盐雾腐蚀性能的主要原因.