Ag基中温钎料及焊膏的研究进展

Ag基钎料具有良好的润湿性、耐腐蚀性、导电性、导热性和高强度等特点,使其成为应用广泛的钎焊材料。通常以银基钎料为基础添加合金或稀土元素来改善其性能,同时对钎料的制备工艺进行创新。随着焊料的发展,焊膏这种新型焊接材料取代传统钎料。综述了Ag基为主中温钎料的研究现状以及中温银基焊膏的研究进展,展望了银基中温钎料的发展方向。     

金锡合金钎料焊膏与箔材钎焊性能对比研究

研究和比较了自制金锡合金焊膏与金锡合金箔材的相关性能。实验结果表明:金锡合金钎料焊膏的铺展性及润湿性优于箔材钎料;接头的显微组织和结构基本相同;在大气条件下,焊膏的钎焊性能比箔材钎料好;焊膏的剪切强度略低于箔材钎料。     

高温电子封装无铅化的研究进展

为电子封装无铅化的全面实施对受RoHS指令暂时豁免的高铅钎料是个严峻挑战,发展高铅钎料替代品及新型无铅化工艺势在必行.本文介绍了Ag粉烧结和低温固液扩散2种无铅高温互连工艺,并对几种有潜力的元铅钎料进行了评速,包括Zn基和Bi-Ag系钎料、Bi基复合钎料和Au基钎料等.在此基础上,探讨了高温无铅钎料及高温无铅互连技术的发展趋势.     

两种钎料大间隙钎焊K465合金接头组织及性能

采用预填镍基合金粉的方法,分别采用一种钴基钎料和一种镍基钎料对K465镍基铸造高温合金进行了大间隙钎焊试验。结果表明,这两种钎料均能实现K465合金的大间隙钎焊。钴基钎料钎焊接头微观组织主要包括镍基合金粉颗粒、粉颗粒间Ni-Co基固溶体以及固溶体上分布着的灰色块状相M23(C,B)6和白色块状相M3B2。镍基钎料钎焊接头微观组织包括镍基合金粉颗粒、粉颗粒间Ni-Cr基固溶体以及分布在颗粒上和颗粒间的白色物相M3B2。钴基钎料钎焊接头900℃平均抗拉强度520 MPa,高于镍基钎料钎焊接头的488 MPa,两者均超过了母材强度的50%。     

铝钎料膏的研制及其在钎焊中的应用

研制了铝硬钎焊用钎料膏 ,对其工艺性能进行了研究。将钎料粉分离成不同的颗粒度配制成钎料膏进行实验 ,结果表明随着钎料粉颗粒度的增加 ,钎料膏的流动性和填缝性能力增强 ,在保证钎料膏能填缝的前提下 ,钎料粉的颗粒度越大 ,所需钎剂的量越小 ,可以降低钎料膏的成本。用Al Si共晶合金粉、氟化物钎剂和粘结剂按适当比例配制成膏状 ,确定了钎料膏各组分的最佳配比及其焊接工艺参数 ,实验表明配制的钎料膏具有较好的焊接性能和焊缝成型性。     

贵金属焊料及焊膏

1.引言贵金属钎料在电子产品的焊接、电真空器件焊接、高温焊接和某些特殊材料的焊接中占有重要地位.各国钎料系列中贵金属钎料已有数百种.按合金组元来分,主要有银基钎料、金基钎料和含钯钎料.银钎料用途最广泛,主要用于中、低温钎焊.在高温下具有一定特殊性能的钎料多是金基和钯基钎料.     

国际钎焊技术最新进展

总结了最近3年来的4次国际焊接会议有关钎焊技术的最新进展.介绍了轻合金(包括铝合金、钛合金、镁合金)用新型钎料(或钎剂),锡基、Au-Ge等低温钎料,以及陶瓷钎焊用高温钎料的最新研究成果;新颖的纳米复合钎料和纳米叠层箔带中间层扩散焊技术的研究得到了关注;特殊的钎焊新工艺,包括超声波辅助钎焊、气体保护电弧钎焊、等离子钎焊...     

镍基高温合金用钎料研究进展

阐述了镍基高温合金在航空发动机中的重要作用,介绍了镍基高温合金钎焊用银基钎料、铜钎料、金基钎料和镍基钎料,列举了钎料中常用的合金添加元素及其对钎料性能的影响,归纳了4种钎料在镍基高温合金钎焊中的研究现状,并进行了总结与展望。     

Ni—Cr—Co—B高温镍基钎料的研究

本文提出一种不含Ｓｉ的镍基Ｎｉ－Ｃｒ－Ｃｏ－Ｂ高温钎料，对一系列Ｎｉ－Ｃｒ－Ｃｏ－Ｂ钎料的熔化特性，钎焊工艺性能，钎料组织以及钎焊接头的室温和高温强度，接头韧性进行了研究，并与标准镍基钎料ＢＮｉ－ｌａ和ＢＮｉ－５进行了比较。     

高强度低熔点铜基钎料的研制

研制一种用于低碳钢钎焊的高强度铜基钎料,试验确定了钎料的成分为Cu-33Mn-8Ni-5Sn-1Zn-0.2Si-0.1La,并对其钎焊工艺性能、接头组织及力学性能进行了研究。结果表明,该钎料冶金特性优异,界面结合致密,焊后表面光滑。性能测试表明,此钎料具有良好的铺展性、填缝性,钎焊接头强度高,并且熔点相对较低,可以用于碳钢钎焊。     

银基焊膏的研究进展

银具有高导电导热、耐腐蚀、抗氧化、延展性好等特性,制粉后添加不同合金元素与助焊剂以合适的比例混合制得的焊膏,在金属焊接与电子表面装联领域有着广泛的应用。结合近年来银基焊膏的最新研究进展,综述了银基焊膏中焊粉与助焊剂的研究现状,展望了银基焊膏的发展趋势。     

CuSnTi钎料焊膏与焊片钎焊性能对比

为验证CuSnTi_8-5焊膏的熔化条件可以使用与焊片相同的焊接工艺,以及其钎焊接头性能不低于焊片接头性能,分别使用差热分析(DSC)、铺展性试验及测试接头力学性能,并使用扫描电子显微镜(SEM)与能谱仪(EDS)对接头进行组织分析,研究比较了焊膏与焊片相关性能表现。试验结果表明,CuSnTi_8-5焊膏与焊片有着接近的固液相温度,其完全满足焊片的焊接工艺;焊膏的润湿铺展性能优于焊片,且其钎焊接头强度高于焊片接头。分析其原因,在于同样的钎焊温度下,焊膏与基材作用时间长,可获得更多的润湿动能,因此呈现更高的铺展系数。另外,焊片无法像焊膏在焊缝周围形成明显的润湿圆角,影响了接头力学性能。通过组织分析,二者钎缝与母材间形成的Cu-Ti固溶体状态不同是造成了润湿性与接头力学性能差异的原因。     

一种新型SnZn系中温高强无铅焊膏制备及性能分析

制备了一种新型SnZn系无铅中温高强焊膏,合金成分为Sn-9Zn-2.5Bi-1.5In,熔点为195 ℃,具有良好的印刷性能和焊接性能。研究了SnZn焊膏的抗剪强度,并与市场上领先的SnAgCu系焊膏、SnBi系焊膏做对比。结果表明,SnZn系焊膏的抗剪强度在表面喷锡焊盘上优于其他两种焊膏(较SnBi系高14%,较SnAgCu系高25%),在化镍金焊盘上劣于其他两种焊膏,在OSP焊盘上介于两者之间。同时,研究发现SnZn系焊膏在温度曲线最高温度为215 ℃时获得最佳抗剪强度62.9 MPa,通过观察SnZn系焊膏焊点的剖面,分析其元素分布,确定了焊点在元件及焊盘表面形成的金属间化合物(IMC)。     

半导体激光加热时间对焊膏在铜基板上润湿铺展性能的影响

采用半导体激光软钎焊系统对Sn63Pb37和Sn96Ag3.5Cu0.5焊膏在铜基板上的润湿铺展性能进行了试验,研究了不同激光加热时间对钎料润湿铺展性能的影响,采用扫描电镜分析了Sn63Pb37和Sn96Ag3.5Cu0.5钎缝的显微组织和钎缝界面区组织特征.结果表明,在一定的激光输出功率下,随着激光加热时间的增加,两种钎料的润湿性都得到提高.其中Sn-Pb钎料焊膏的加热时间达到1.5 s时,润湿面积和润湿角趋于稳定,而Sn-Ag-Cu钎料焊膏润湿性需要达到2.5 s时润湿面积和润湿角才趋于稳定.     

导电游丝激光锡膏微焊接

导电游丝人工焊接存在效率低一致性差的问题。为了实现其自动化焊接,设计了一套能够进行锡膏微量分液、焊点视觉定位、激光加热、红外测温的焊接平台。首先,进行了红外测温仪的发射率标定与精度测量,激光能量中心与相机视野中心的同轴度的补偿。然后,在镀金的焊盘上进行微小焊点焊接试验。最后,测量了30 μm游丝焊点的导电性。试验结果表明激光锡膏微焊接中存在虚焊假焊、多锡珠产生、焊点与基底接触面积的多态性以及助焊剂残留的问题,通过优化激光加热功率曲线与焊接工艺过程,得到了直径为0.2 mm左右的导电性良好的焊点。导电游丝激光锡膏微焊接自动化设计具备可行性。     

钎焊工艺对Ni-14Cr-10P-x Ti钎料连接C/C复合材料组织和性能的影响

用真空熔炼、惰性气体雾化的方法制备Ni-14Cr-10P金属粉末,再加入Ti粉和高分子聚合物高速搅拌分散制备了Ni-14Cr-10P-x Ti膏状活性钎料。用制备的焊膏在真空钎焊炉中钎焊C/C复合材料,然后测试了钎焊接头的抗剪切强度,采用SEM、EDS、XRD等方法对接头微观组织进行了分析。结果表明,在钎焊温度1000℃,保温时间30min时,接头获得了最高的抗剪切强度,然后随着钎焊温度的上升、保温时间延长,钎焊接头强度下降;添加Ti元素加快了钎焊强度随温度和保温时间的增加而下降的速度,结合微观组织结构,对Ti元素加入后钎焊强度随温度和保温时间增加而下降更为迅速的原因进行了分析。     

Ag-Cu-Sn-In中温焊膏的性能与初步应用试验

采用氮气雾化法将Ag-22.4Cu-15Sn-5In焊料制成粉体,利用丙烯酸酯类化合物为载体将其调配成膏状焊料。应用试验表明,所配制的新型焊膏易于涂布,焊接性能良好,焊后残渣少,无需再清洗。该新型焊膏能进行可伐与钨铜、可伐与陶瓷等材料的焊接,有着广阔的应用前景。钎焊界面分析发现,钎料主要是由富Ag相,少量Cu7In4相、Cu39Sn11相以及Cu3Sn相组成。在钎焊过程中,镍基板上的镍与钎料中的元素铜存在元素扩散,这对改善钎料与基体之间的结合状况是有益的。     

纳米颗粒增强SAC0307锡膏焊点的分析

研究了纳米颗粒添加对低银SAC0307锡膏焊点显微组织和力学性能的影响.结果表明,添加纳米铜颗粒的焊点钎料共晶区中岛状Cu₆Sn₅相尺寸大、且难于弥散分布,添加量超过0.3%时,Cu₆Sn₅相极易在液/气界面聚集、合并和长大,导致钎料流动性变差、锡膏中助焊剂气体难于逸出而形成气孔.而添加0.1~5.0%纳米银颗粒的焊点均无气孔产生,其焊点钎料中的Ag₃Sn相尺寸小易于弥散分布,且β-Sn初晶相细化明显.随纳米银添加量的增加,焊点抗剪强度先增加后降低,0.5%添加量时抗剪强度最大、较相同条件下的SAC0307焊点提高了30.8%.     

Environmentally friendly solders 3-4 beyond Pb-based systems

Based on environmental considerations, global economic pressures, enacted by legislations in several countries, have warranted the elimination of lead from solders used in electronic applications.Sn3.5Ag, SnAgCu, and Sn0.7Cu have emerged among various lead-free candidates as the most promising solder alloys to be utilized in microelectronic industries.However, with the vast development and miniaturization of modern electronic packaging, new requirements such as superior service capabilities have been posed on lead-free solders.In order to improve the comprehensive property of the solder alloys, two possible approaches were adopted in the current research and new materials developed were patented.One approach was involved with the addition of alloying elements to make new ternary or quaternary solder alloys.Proper addition of rare earth element such as La and Ce have rendered solder alloys with improved mechanical properties, especially creep rupture lives of their joints.Another approach, the composite approach, was developed mainly to improve the service temperature capability of the solder alloys.Composite solders fabricated by mechanically incorporating various reinforcement particles to the solder paste have again exhibited enhanced properties without altering the existing processing characteristics.The recent progress and research efforts carried out on lead-free solder materials in Beijing University of Technology were reported.The effects of rare earth addition on the microstructure, processing properties, and mechanical properties were presented.The behaviors of various Sn-3.5Ag based composite solders were also explicated in terms of the roles of reinforcement particles on intermetallic growth, steady-state creep rate, the onset of tertiary creep, as well as the overall creep deformation in the solder joints.Thermomechanical fatigue (TMF) behavior of the solder alloys and composite solders were investigated with different parameters such as ramp rate, dwell time, etc.The damage accumulation features and residual mechanical properties of the thermomechanically-fatigued composite solder joints were compared with non-composite solder joints.To match the lead-free alloys, various types of water soluble no-clean soldering flux have also been developed and their properties were presented.