Zn基钎料钎焊烧结NdFeB与DP1180钢接头微观组织及性能

采用Zn-5Sn-2Cu-1.5Bi(ZSCB)钎料实现了烧结NdFeB永磁材料(NdFeB)与DP1180钢的钎焊连接。在惰性气氛控制的高频感应炉中进行钎焊,采用OM、SEM、EDS、微区XRD和NIM-2000H磁性测试仪等手段分析了接头界面的微观组织结构、NdFeB的磁性能和接头剪切强度。结果表明,NdFeB与ZSCB钎料形成Nd-Fe-Zn和Fe-Zn冶金结合,FeZn13和Fe3Zn10相在DP1180钢侧的界面处形成。焊接温度对NdFeB的磁性能影响较小。与传统方法的粘接相比,接头的剪切强度从32.50MPa提高到44.00MPa,提高了35.38%。由于NdFeB和ZSCB钎料之间的热膨胀系数差异很大,在接近NdFeB的反应层处产生较高的残余应力,导致接头从NdFeB界面处断裂。     

Al/Fe异种金属钎焊接头组织与力学性能研究

采用Al-7Si-20Cu钎料在真空钎焊条件下(不添加钎剂)对1060铝合金与Q235钢(镀Ni与不镀Ni)进行钎焊试验,研究了钎焊接头的显微组织及力学性能。研究结果表明,570℃钎焊5 min时,Fe表面不镀Ni时,Fe侧界面处生成厚度较大的Fe_2A_(l5)和FeAl_3脆性化合物,接头抗剪切强度仅为40 MPa。当Fe表面镀Ni后,Ni层的存在抑制了脆性Fe-Al化合物的形成,Fe侧界面生成Ni_2Al_3和NiAl_3化合物层,接头的剪切强度显著提高。延长钎焊时间,Ni_2Al_3层变薄,Ni Al3层增厚,接头剪切强度提高。当钎焊时间继续增加,Ni层消失,再次生成Fe-Al化合物,接头剪切强度降低。     

Ni改性GNSs对SnAgCuRE/Cu钎焊接头热老化特性的影响

以Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE0.05Ni无铅钎料合金为研究对象,基于石墨烯纳米片（GNS）独特的结构、优异的物理性能和力学性能,以其为复合钎料的增强相,开展基于Ni改性GNSs（Ni-GNSs）增强SnAgCuRE系复合钎料/Cu的钎焊和钎焊接头热老化试验,探讨Ni-GNSs对复合钎料组织及钎焊接头热老化失效断裂机制的影响。结果表明：Ni-GNSs的加入,抑制了复合钎料的线膨胀,产生晶格畸变,导致位错产生,金属间化合物（IMC）颗粒分布在位错线附近,与位错发生交互作用,阻碍位错运动,强化复合钎料,进而强化复合钎料接头。随着热老化时间延长,钎焊接头界面IMC层厚度增加,剪切强度降低;其中,添加0.05%（质量分数）GNSs的复合钎料接头剪切强度降幅最小,为8.9%,且热老化384 h后,其剪切强度仍高于Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE0.05Ni/Cu合金接头热老化前的剪切强度。Ni-GNSs的加入,使复合钎料钎焊接头界面IMC的生长系数明显降低,有效缓解了复合钎料/Cu钎焊接头热老化过程中力学性能的降低,进而改变复合钎料/Cu钎焊接头的热老化失效断裂机制,最终影响接头的可靠性。Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE0.05Ni/Cu钎焊接头的断裂位置由热老化前的钎缝区向钎缝/界面IMC移动,变为韧脆混合断裂;而添加0.05%（质量分数）GNSs复合钎料接头的断裂位置均在钎缝区,为韧性断裂,钎焊接头可靠性较高。     

镁合金/键铜、镀镍钢激光熔钎焊接头组织性能研究

采用AZ31镁合金焊丝对镁合金/镀Ni(Cu)钢进行激光熔钎焊研究,探讨Cu层和Ni层对激光熔钎焊接头微观组织及性能的影响.结果表明:在Q235钢表面不论是镀Cu层还是Ni层,激光熔钎焊接头宏观形貌较好.在Q235钢板上镀Cu层所得的焊接接头抗拉强度为145.4 MPa,达到镁合金强度的60.6％,相比于在Q235钢上...     

真空热处理对Al2O3陶瓷化学镀Ni-P膜及金属钎焊接头的影响

采用化学镀Ni-P膜法金属化Al2O3陶瓷,并用63Sn-34Pb-2Ag-1Bi钎料膏实现了95%Al2O3陶瓷与45钢之间的低温钎焊.为提高镀膜结合强度并最终提高钎焊接头强度,钎焊前对镀膜陶瓷进行真空热处理.研究了钎焊前真空热处理对Ni-P膜显微组织、钎焊接头显微结构及其强度的影响.结果表明,150～650 ℃高真空热处理会改变Ni-P膜的显微组织,且适当热处理可显著提高钎焊接头强度,在350℃保温1 h可使接头剪切强度到达最高值38 MPa.接头显微结构一般为Al2O3陶瓷/Ni-P镀层/扩散层Ⅰ/富Sn层/钎缝金属层/扩散层Ⅱ/45钢.剪切断裂主要发生在Al2O3陶瓷/Ni-P镀层界面附近,少量扩展到钎缝金属中.     

热冲击下Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE0.05Ni/Cu钎焊接头组织与性能

借助于SEM、EDS、XRD等检测手段对Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE0.05Ni/Cu钎焊接头进行观察分析,研究了钎焊工艺参数及热冲击条件对Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE0.05Ni/Cu钎焊接头界面金属间化合物和力学性能的影响。结果表明:添加0.05%(质量分数)Ni能细化Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE钎料合金的初生β-Sn相和共晶组织;钎焊温度270℃和钎焊时间240 s时,钎焊接头抗剪切强度最大达26.9 MPa,较未添加Ni的钎焊接头提高8.9%;随着热冲击周期的增加,钎焊接头界面金属间化合物层平均厚度增加,界面粗糙度先增大后减小,钎焊接头强度降低;添加0.05%Ni能够抑制接头界面金属间化合物的成长、钎焊接头强度的降低,有利于改善接头可靠性。     

Ti(C,N)基金属陶瓷与45钢钎焊接头显微组织和剪切强度的研究

以铜基合金为钎料,通过真空钎焊方法获得Ti(C,N)基金属陶瓷与45钢牢固接头。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等研究了主要钎焊工艺参数对钎焊接头剪切强度、显微组织和界面处各元素分布的影响规律。结果表明:随着钎焊温度和保温时间的增加,接头的剪切强度先增加后减小。当钎焊温度和保温时间分别为1 060℃和10 min时,钎料与母材中的元素在界面处发生较剧烈扩散,并形成适当厚度的扩散层,界面产物从45钢一侧到Ti(C,N)基金属陶瓷一侧依次为(Fe,Ni)固溶体、Cu Mn Zn金属间化合物、(Cu,Ni)固溶体和Ti(C,N),此时,接头达到最高剪切强度195.3 MPa。     

真空钎焊工艺对超微粉碎机刀具性能的影响

选用CuMnNi钎料对刀具的刀头YG8硬质合金和刀体45钢进行真空钎,通过剪切强度试验、扫描电镜和能谱仪等方法分析了钎焊温度、钎焊间隙和Cu缓冲层对钎焊接头性能和组织的影响。结果表明:钎焊温度在1000℃、钎焊间隙在0.18 mm时,钎焊接头的组织和强度较好,接头剪切强度达280 MPa;添加0.1 mm Cu缓冲层后,缓冲层与钎料和母材结合界面良好,接头剪切强度最高。     

Ti(C,N)基金属陶瓷与45号钢火焰钎焊试验研究

在火焰钎焊条件下 ,采用铜基、银基钎料对 Ti(C,N)基金属陶瓷与 4 5号钢进行钎焊试验。通过观察和分析钎焊接头的结合情况及剪切试验 ,表明 Ti(C,N)基金属陶瓷具有较好的钎焊性 ;火焰钎焊条件下 ,以 H 6 2为钎料的接头的平均剪切强度为37MPa,以 BAg10 Cu Zn为钎料的接头的剪切强度达 114 MPa,以 BCu Zn Mn为钎料的接头的平均剪切强度为 4 9MPa     

中间层金属对Al_2O_3/1Cr18Ni9Ti钎焊接头组织及剪切强度的影响

采用Ag-Cu-Ti活性钎料连接Al2O3陶瓷与1Cr18Ni9Ti不锈钢,研究了Cu,Ni和表面镀Ni的Cu 3种中间层金属对钎焊接头组织和剪切强度的影响.结果表明,Cu作为中间层时,陶瓷与钎料能形成良好的界面反应;Ni作为中间层时,焊缝中形成大量的Ni3Ti金属间化合物,导致陶瓷/钎料不能形成良好的反应层,降低了接头的剪切强度;表面镀Ni的Cu片作为中间层金属时,少量Ni的存在不影响钎料中活性元素Ti的含量,钎料与陶瓷能形成良好的界面反应,同时Ni层的存在降低了钎料对Cu的溶蚀作用,该种中间层更能有效地缓解钎焊接头的残余应力.当Ni层的厚度为30 mm,Cu片的厚度为0.2 mm时,接头剪切强度可达到109 MPa.     

LD31铝合金电刷镀SnPb钎料合金软钎焊

采用在LD31表面电刷镍阻挡层、铜改性层,将LD31铝合金的连接转化为铜的连接,在镀铜层的表面电刷镀SnPb钎料直接进行钎焊,通过开发低应力镀镍液和调整电刷镀工艺参数解决镍过渡层的裂纹问题,研究分析了镀层的显微结构及表面状态,焊缝的结构及元素分布,考察了焊接加热过程对镀层的影响。研究表明,通过在镀铜层表面直接刷镀SnPb钎料合金可以实现软钎焊连接,接头的抗剪强度可达20MPa,镀镍层、镀铜层钎焊后无裂纹、剥离等缺陷产生。     

SnAgCu/Cu和SnAgCu/Au/Ni/Cu表面贴装元件焊点高温存贮试验分析

研究了SnAgCu／Cu及SnAgCu／Au／Ni／Cu表面贴装元件焊点在高温存贮试验条件下抗剪强度的变化规律。结果表明，SnAgCu／Cu及SnAgCu／Au／Ni／Cu焊点抗剪强度随保温时间的延长降低，SnAgCu／Cu焊点的抗剪强度高于SnAgCu／Au／Ni／Cu焊点的抗剪强度。SnAgCu／Cu及SnAgCu／Au／Ni／Cu焊点的断口形貌分析表明，断裂大多数都发生在贴装元件端头金属化层内，少数发生在钎料与焊盘的界面以及焊点内部。     

Low temperature bonding of LD31 aluminum alloys by electric brush plating Ni and Cu coatings

0Introduction Amongavarietyofbondingtechnologies,vacuum brazinghasbeenwidelyadoptedasareliablemethodfor joiningaluminumcomponents[1],whereintheAl Sialloys systemisrecognizedasthemostpopularfillermetals[2,3]. Althoughasoundjointcanbeachievedforcertainalumi…     

Ni元素含量对BiSbSnxNi钎料润湿性能和抗剪强度影响

研制开发高温无铅软钎料一直是钎焊领域一大难题.熔点为270℃左右的Bi5Sb8Sn钎料因润湿性能和抗剪强度达不到要求而受到限制.通过在Bi5Sb8Sn中添加不同含量Ni元素形成新型BiSbSnNi四元合金,来改善Bi5Sb8Sn合金的润湿性能和力学性能.结果表明,尽管Ni元素的添加使BiSbSnxNi钎料合金铺展面积均较基体钎料差.但Ni元素的最佳添加量为2%时,可以改善钎料中金属间化合物的生成,能够增大钎料的铺展面积.当Ni元素含量为3%时,钎料合金的抗剪强度最高.在Ni元素含量为4%时,IMC厚度明显增加,且出现条状的富铋相,对钎料焊接接头的抗剪强度产生不利影响.     

活化钼-锰法连接高纯Al2O3陶瓷／不锈钢

采用活化钼-锰路线，使用72Ag28Cu（质量分数，下同）钎焊制备了高纯Al2O3陶瓷／不锈钢接头。利用SEM对金属化陶瓷的显微结构、元素分布进行了分析，并讨论活化钼-锰法的金属化机理。考察了金属化工艺、镀镍及镀后热处理对接头剪切强度和钎焊效果的影响。结果表明：玻璃相迁移和化学反应对活化Mo-Mn金属化起主要作用，金属化层烧结起辅助作用，且玻璃相迁移主要为由金属化层向陶瓷体方向。在最优工艺条件下，接头最大剪切强度达115 MPa，平均强度高于97MPa。薄的镀镍层有助于焊料浸湿金属化层和阻止焊料腐蚀金属化层。镀后热处理也可显著提高接头强度。     

硼酸铝晶须对Sn-58Bi/Cu界面金属间化合物 层演变及剪切行为的影响

研究了硼酸铝晶须对Sn-58Bi/Cu界面金属间化合物(IMC)层组织演变的影响.结合钎焊接头显微组织、剪切性能以及断口形貌,分析了Sn-58Bi-1.2%Al₁₈B₄O₃₃钎焊接头的断裂机理.结果表明,硼酸铝晶须的加入可以细化钎料组织,抑制大块富铋相的出现;钎料/基板界面IMC层厚度和晶粒粒径均随着重熔次数的增加而增大,但硼酸铝晶须的加入能够阻碍界面IMC层的增厚和晶粒粗化,提高钎焊接头的性能;不同重熔次数下Sn-58Bi-1.2% Al₁₈B₄O₃₃/Cu钎焊焊点比Sn-58Bi/Cu钎料焊点能承受更高的剪切载荷,且经过多次重熔后接头强度保持稳定.     

Ni/P/Ce元素对SnAgCu无铅钎料性能和组织的影响

研究添加微量单一Ni、P或稀土Ce元素对Sn3.0Ag0.5Cu(质量分数, %)无铅钎料熔化温度、润湿性能、时效前后钎焊接头的剪切强度和显微组织的影响。结果表明：单一Ni、P和稀土Ce元素的添加,对Sn3.0Ag0.5Cu钎料合金的熔化温度影响很小;P元素的加入能够增大合金的润湿力,缩小润湿时间。加入单一的Ni或稀土Ce元素对合金的润湿性能和接头时效前的剪切强度影响不大,但能够很好地抑制高温时效引起的接头剪切强度的下降。此外,P 元素的添加明显地改善了合金的抗氧化性能,但稀土Ce元素的添加对其有所恶化。这些性能的改变与微量Ni、P或稀土Ce元素对其显微组织的影响有关     

BiAgNiCuGe/Cu接头抗剪强度与断口分析

利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDX)、电子拉伸试验机对Bi-x Ag-O.4Ni-0.2Cu-0.1Ge(x=2,5,8,11,14)高温无铅钎料/铜接头进行了界面微观组织分析、抗剪强度测试及剪切断口分析.结果表明,界面微观组织由初生Ag原子、初晶Bi原子和共晶组织组成,还有少量的NiBi3相.随着钎料中Ag元素含量的提高,微观组织中初生Ag原子数量逐渐增多,宏观性能上接头抗剪强度提高.初生Ag原子能够阻碍钎料中裂纹的扩展,使得接头的强度提高.钎料与铜基板之间没有金属间化合物生成,它们之间的连接主要是通过液态钎料原子向铜基板晶界扩散.钎料中的Bi原子向铜基板晶界的扩散程度高于Ag原子.钎料与铜基板界面的连接处为接头薄弱区,是剪切断裂的起点.     

Shear strength of Cu/In–48Sn/Cu diffusion soldered interconnections

Abstract

This paper presents the results of shear tests performed on Cu/In–48Sn/Cu diffusion soldered interconnections at the room and elevated temperatures of 373 and 423 K. Before the tests, the microstructure characterisation and chemical microanalysis of the joint area were performed. Termination of the diffusion soldering process led to the significant increase in the ultimate shear strength values. These values differed because of the type of the intermetallic phase that fulfilled the joined area: 11·2 MPa for [Cu6(Sn,In)5] and 28·5 MPa for [Cu41(Sn,In)11] phase. The shear tests performed at higher temperatures revealed a very good strength of the joints (9·8 MPa), especially for those with only the [Cu41(Sn,In)11] phase where fracture occurred inside the copper substrate. In the case of joints where unconsumed solder, [Cu6(Sn,In)5] and/or [Cu41(Sn,In)11], phases were present, the fracture surfaces observations allowed concluding that the crack propagated mostly through the intermetallic/solder interface or inside the intermetallic phase.