Sn-Ag-Bi系钎料焊接性能研究

讨论了电子软钎料的钎焊性能及其影响因素,钎料的钎焊性能很大程度取决于钎料对基板的润湿性能,而润湿性能与液态钎料在基板上的液、固、气三相界面张力有关。通过建立简化的数学模型,得出了润湿角与钎料熔滴铺展面积间的数学关系式。文中采用铺展面积法对Sn-Ag-Bi系钎料钎焊性能进行评估,结果表明在添加少量的Zn,可在一定程度上提高钎料的润湿性能,并可减少Bi的用量。     

提高SMT软钎焊接头可靠性钎料研究

文章中介绍了表面组装(SMT)中软钎焊接头可靠性问题及国内外研究动态。着重分析了正在研制中的SMT用高可靠性钎料的成分选择。试验分析了两种钎料的软钎焊性及接头的可靠性。     

无铅软钎料的新进展

从环保角度出发,阐述了无铅钎料使用的必然性。介绍了国外无铅钎料的开发情况,尤其是近几年的进展。指出了现阶段研制的无铅钎料与市场要求的差距,提出相应对策。     

Ag含量对Sn-Zn-Ag无铅钎料腐蚀性能的影响

在Sn-Zn共晶钎料中加入不同含量的Ag元素制成Sn-9Zn-xAg无铅钎料,利用失重法、扫描电镜的腐蚀形貌观察以及EDS成分分析,分析了Sn-9Zn-xAg无铅钎料在3%NaCl溶液浸泡腐蚀情况下的腐蚀行为,并与Sn-Pb以及Sn-Zn钎料进行比较.结果表明:随着Ag含量的增加,钎料合金的抗腐蚀性能有所提高.     

SAC305无铅钎料在Au／Ni镀层上的铺展性能研究

文章阐述了钎料润湿的基本原理,分析了关键工艺参数对钎料铺展性能的影响规律。针对温度、时间和表面状态等关键参数／状态,对无铅钎料SAC305在Au／Ni镀层上的铺展性能开展试验研究。结果表明,随着焊接温度和保温时间的增加,无铅钎料SAC305的铺展性能明显改善,铺展系数逐渐趋于100％。同时,通过RF的Ar等离子对钎料进行表面预处理也能够使其铺展性能有所改善。试验结果与理论分析具有较好的一致性。     

三种高Sn无铅钎料的表面张力和润湿性能研究

采用悬滴法测量了3种无铅钎料合金(Sn-3.0Ag-0.5Cu、Sn-0.7Cu与Sn-9.0Zn)在260℃时的表面张力,分别为525.5,534.8和595.4 mN/m;同时采用座滴法测量了其在260℃熔融状态下与Cu基板的接触角,分别为24.5°、28.0°和102.5°,并且与传统Sn-37.0Pb钎料进行了比较研究。结果表明,无铅钎料合金的表面张力与接触角均大于Sn-37.0Pb钎料。结合Young-Dupre公式讨论了钎料合金表面张力与其润湿性能的相关性,认为Sn基钎料合金在Cu基板上的润湿性能主要取决于其表面张力。     

Sn-Zn-Al无铅钎料的助焊剂研究

Sn-Zn-Al三元合金是一种抗氧化性较好的钎料合金,润湿性不良是阻碍其应用的主要问题。通过铺展率测量来研究不同助焊剂对Sn-Zn-Al钎料的助焊性能。结果表明:在传统的松香助焊剂中添加环己胺氢溴酸盐或乙酰胺可以显著提高其活性,使Sn-Zn-Al钎料在铜片上的铺展率显著提高;当环己胺氢溴酸盐与乙酰胺以复配的形式混合加入时,其改善润湿性的效果进一步提高,二者的最佳质量比为1.0:1.5。使用复配助焊剂的焊点饱满光亮,接头平整,无明显缺陷,显示其对Sn-Zn-Al钎料具有良好的助焊效果。     

Sn-Ag系电子无铅软钎料的超电势研究

随着微电子表面组装技术（SMT）的迅速发展和公众环境意识的增强，无铅软钎料成为近年来研究的焦点。主要研究了Sn-Ag系合金钎料的超电势电化学性能，并且与传统的Sn-Pb近共晶合金进行了对比。试验证明在酸、碱两种不同的溶液环境中，无铅软钎料在Sn-Pb合金的超电势有明显的差异。并指出含铋的钎料的超电势随着铋的含量的增加而降低，从而提出了在无铅软钎料研究中应当考虑因超电势变化而引起的问题。     

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。     

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。     

化学镀锡层可焊性研究

主要研究了氯化物法化学镀锡过程中次亚磷酸钠浓度、氯化亚锡浓度、温度、pH值、镀层厚度及热处理等因素对高锡镀层可焊性的影响，并用镀片所需的最短润湿时间测试了镀层的可焊性。实验结果表明：在最佳工艺条件下，获得的高锡镀层可焊性能好，易焊接，在电子工业等领域中应用广泛。     

一种基于焊点形态的可焊性分析方法

通过扫描电镜对润湿不良（不充分）焊盘进行分析,背散射电子图像下在焊料润湿边界处可观察到一条带状区域,在此称之为润湿过渡层。经过大量观察分析发现润湿过渡层是焊料在焊盘表面润湿焊接界面反应的起始位置,因而其形态随着焊接条件以及焊盘的状态变化而变化。文章通过对回流贴装焊接过程中回流温度、老化引起的润湿过渡层形态差异变化的分析,总结出通过润湿过渡层形态观察对被焊面润湿性进行焊接后评估的方法,为可焊性失效分析提供新的分析思路。     

存储对IC器件引出端焊接性能的影响

主要研究了存储周期对锡铅/纯锡两种镀层的塑封IC器件引脚焊接性能的影响。分别针对两种不同镀层的元器件引脚设计储存老化试验,通过可焊性及数据分析等手段,获得存储对镀层老化程度的影响及可焊性的变化情况,从而为制定合理的元器件储存期限提供试验依据。     

无铅焊及焊接点的可靠性试验

随着电子装置的小型化的发展,欧盟(EU．)的WEEE和RoHS提出禁止使用Sn-Pb焊 锡。这将导致一系列的工业革新,如部件体积和重量的减少,各种各样无铅产品的出现,改变现有 的焊接生产线等。参照国际标准(IEC,ISO)和日本国家标准(JIS),并根据这些标准做了一系列的试 验,通过试验对无铅焊润湿性、强度、耐久性等可靠性的评价方法进行说明。     

Solderability of pre-tinned Cu sheet

The reliability and integrity of pre-tinned copper-clad printed circuit (PC) boards are serious concerns in the manufacture of electronic devices. The factors that influence the wetting during soldering of Cu are discussed. The results suggest that pre-tinning with a Pb-rich solder, such as 95Pb-5Sn, is preferred to pre-tinning with eutectic solder, since the latter can develop exposed intermetallics during aging that wet poorly. The results also confirm that the use of flux leads to carbon contamination in the solder.     

Sn-Ag-Cu系无铅焊锡成分的优化研究

通过正交实验法对Sn-Ag-Cu系无铅焊锡合金的成分进行了优化研究。用光学显微镜、电导仪、热分析仪等对合金的微观组织、电导率、熔点、铺展性能进行了分析,并与Sn37Pb进行了对比。结果表明,Ag、Cu对Sn-Ag-Cu系焊锡合金的熔点、铺展性和电导率都有影响,当Ag质量分数为3%,Cu为2.8%,焊锡合金具有最佳的综合性能,且与铜基板的扩散层厚度大于Sn37Pb。     

A Comparative Study of Reactive Wetting of Lead and Lead-Free Solders on Cu and (Cu6Sn5/Cu3Sn)/Cu Substrates

Reactive wetting of solders on Cu and Cu₆Sn₅/Cu₃Sn/Cu substrates was investigated using both (1) the wetting balance, and (2) the hot-stage real time, in situ visualization of the triple-line movement. To understand the phenomenology of the spreading behavior better, comprehensive real-time in situ observations were performed. It was found that the wetting time during the wetting balance tests for both the lead solder (63SnPb) and lead-free solder systems (Sn0.7Cu and Sn3.5Ag) is shorter on Cu substrates than it is on Cu₆Sn₅/Cu₃Sn/Cu substrates. The wetting force was not remarkably different on these two substrates for the same solder system. The hot-stage tests indicate a more pronounced spreading of 63Sn-Pb on Cu₆Sn₅/Cu₃Sn/Cu substrates, along with a much larger spreading area. Spreading of lead-free solders in terms of the triple-line kinetics studied by using the hot-stage visualization shows no significant difference in the spreading evolution either over Cu or over Cu₆Sn₅/Cu₃Sn/Cu substrates.     

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。     

无铅焊料及其可靠性的研究进展

环保和微电子器件高度集成化的发展驱动了高性能无铅焊料的研究和开发。本文介绍了国内外对Sn-Ag,Sn-Zn,Sn-Bi,Sn-Sb和Sn-In系无铅焊料的发展现状及所取得的研究成果;列出了美国抗高温疲劳焊料研究计划筛选的七种抗热疲劳无铅焊料合金;对焊点的一般可靠性问题及无铅焊料引入的新的可靠性问题进行了归纳和讨论。