无铅钎料的抗氧化性能研究（二）

用无铅钎料替代传统锡铅钎料的形势已十分紧迫。波峰焊是电子组装的主要焊接方法，主要采用Sn-Cu合金钎料。无铅钎料在波峰焊时，熔融钎料长期暴露在大气环境中，钎料的抗氧化性能对电子组装产品的质量及组装焊接生产成本有重要影响。本文主要研究在Sn0．7Cu合金中添加微量元素对其抗氧化性能的影响，在Sn0．7Cu合金中添加微量元素P、Ge、Ni进行了抗氧化性能的研究。在实验中，每一种元素被添加到SnCu合金中，在炉中280℃下氧化48h，得出单独添加0．01％-0．05％Ge或0．005％-0．008％P的具有最好的抗氧化效果。最后通过测量其润湿角和铺展面积对其润湿性能进行评估；通过DSC测试其熔点；并对其进行金相组织观察。实验结果表明，添加微量元素的P或Ge可以在一定程度上改善SnCu钎料合金的抗氧化性能，与此同时，对其物理机械性能并没有太大影响。     

稀土Ce元素对Sn-Zn-Bi-Ag-Al无铅钎料性能的影响

为了改善Sn-9Zn-4Bi-0.5Ag-0.05Al无铅钎料的综合性能,文中通过添加稀土元素Ce,研究了Ce元素对无铅钎料的润湿性能、抗剪强度以及熔点的影响.结果表明,稀土Ce元素的加入明显改善了钎料的润湿性能.当Ce的添加量为0.05wt%时,润湿性能最佳,钎焊接头的抗剪切强度也有明显提高,但随着稀土Ce元素的加入...     

无铅钎料的抗氧化性能研究（一）

用无铅钎料替代传统锡铅钎料的形势已十分紧迫。波峰焊是电子组装的主要焊接方法，主要采用Sn-Cu合金钎料。无铅钎料在波峰焊时，熔融钎料长期暴露在大气环境中，钎料的抗氧化性能对电子组装产品的质量及组装焊接生产成本有重要影响。本文主要研究在Sn0．7Cu合金中添加微量元素对其抗氧化性能的影响，在Sn0．7Cu合金中添加微量元素P、Ge、Ni进行了抗氧化性能的研究。在实验中，每一种元素被添加到SnCu合金中，在炉中280℃下氧化48h，得出单独添加0．01％-0．05％Ge或0．005％-0．008％P的具有最好的抗氧化效果。最后通过测量其润湿角和铺展面积对其润湿性能进行评估；通过DSC测试其熔点；并对其进行金相组织观察。实验结果表明，添加微量元素的P或Ge可以在一定程度上改善SnCu钎料合金的抗氧化性能，与此同时，对其物理机械性能并没有太大影响。     

合金元素添加对锡基无铅钎料性能的影响

对现阶段常用的无铅钎料进行了综合分析和概括评述,总结了各种钎料的特点和存在的缺陷,重点介绍了Ag、Bi、RE、Ni、Cu、In、Sb、Al、P、Ga等合金元素添加对Sn基无铅钎料性能的影响,并分析了利弊所在,为新型无铅钎料的研发提供了参考依据。     

合金元素对Sn-Zn系无铅钎料性能的影响

为了改善Sn-Zn系无铅钎料的综合性能,通过合金化的方法,运用正交试验法,研究了Bi、Ag、Al元素对Sn-9Zn系无铅钎料的润湿性能、抗剪强度以及熔点的影响.结果表明,钎料的润湿性随着Bi元素含量的增加而得到改善,钎料的剪切强度随着Ag元素含量的增多,先提高后降低,综合分析Sn-9zn-4 Bi-0.5Ag-0.05Al钎料的性能最佳,且差热分析表明,该钎料熔点最低,为196.97℃.同时,利用扫描电镜及能谱分析了合金元素对钎料接头显微组织的影响.     

Ge对Sn-0．3Ag-0．7Cu基无铅钎料抗氧化性影响

研究了Ge元素对新一代Sn-0.3Ag-0.7Cu无钳钎料抗氧化能力的影响.研究发现,Ge元素的加入可有效提高钎料的抗氧化能力.当钎料中Ge的量质分数为O.013%时,钎料的抗氧化性能与铺展性均达到最佳.加Ge钎料的抗氧化有效温度范围是380℃以下.Ge元素会在合金中优先氧化.并在熔融的钎料表面富集,阻碍钎料的进一步氧化.     

合金元素对无铅钎料超电势的影响

针对目前国内外对无铅钎料的研究,提出了以Sn为基体,添加Cu、Ag、Bi、Sb和RE形成多元合金的无铅钎料,分析了上述五种合金元素对其超电势的影响。Bi对于降低钎料超电势起显著作用,而Ag的加入在小范围内使超电势提高。     

无铅软钎料合金的最新进展

文章从环境的污染角度论述了开发无铅钎料的重要性以及国外开发现状;指出了开发无铅钎料应注意的问题,重点介绍了日本、美国等近年来试制新型无铅钎料的进展情况。     

元素Ga,Bi对SnAgCu无铅钎料性能的影响

在SnAgCu无铅钎料中添加金属元素Ga,Bi,对其合金进行熔化温度、润湿性、力学性能和微观组织研究.研究表明,添加Ga,Bi有利于降低SnAgCu合金的熔化温度和改善润湿性,并可提高其力学性能.     

基于电阻应变的无铅焊点损伤临界点在线检测

蠕变损伤是引起焊点失效的重要因素,传统的蠕变测试方法不能实时的测得无铅焊点的蠕变损伤临界点.研究表明,焊点的蠕变损伤与其电阻变化存在着线性关系.本文利用特制的无铅焊点微电阻在线测量系统,实时监测焊点在蠕变过程中的电阻变化,并利用二次移动平均法建立焊点电阻的预测模型,通过对比预测电阻值与实测值的差异.实时判断出焊点的损伤临界点,为蠕变测试研究提供了一种新的方法.     

Ag和RE对表面组装用SnAgCuRE无铅钎料显微组织的影响

采用扫描电镜和能谱分析等检测手段,分别研究了Ag和RE含量对SnAgCuRE系钎料合金显微组织的影响.结果表明,随着Ag和RE含量的增加,SnAgCuRE无铅钎料的显微组织中的共晶组织所占比例增大,钎料合金中富Sn相的组织细化.但Ag含量超过3.2 wt％时,会出现大的板条状Ag3Sn初晶,因此,Ag的最佳添加量在2.0wt％～3.0wt％.当RE添加量达到0.5wt％时,会出现大块的花瓣状和点、条状的CeSn3和LaSn3稀土化合物相,聚集在共晶组织和富Sn相界面处,导致钎料性能下降.     

Ce对无铅焊锡合金组织及性能的影响

研究了不同稀土Ce含量对Sn3Ag2.8Cu无铅焊锡合金显微组织、熔化特性、铺展性能及蠕变断裂寿命的影响.试验结果表明,添加微量稀土Ce,对合金的熔化特性影响不大,但能够明显改善合金的铺展性能,当稀土质量分数为0.1%时,铺展面积提高约50%;同时,适量稀土的添加,能够显著细化无铅焊锡合金组织,但Ce质量分数超过0.1%,在组织中会出现稀土化合物;适量稀土Ce能够显著延长Sn3Ag2.8Cu钎料接头在室温下的蠕变断裂寿命,当稀土Ce质量分数为0.1%时,蠕变寿命达到Sn3Ag2.8Cu钎料的9倍以上.综合考虑,最佳稀土Ce质量分数为0.05%～0.1%.     

焊点形态对表面贴装元件无铅焊点可靠性的影响

表面组装焊点的几何形态是影响焊点可靠性的重要因素之一.本文采用有限元方法,重点讨论了润湿角对低银Sn2.5Ag0.7CuRE焊点的应力应变分布和热疲劳寿命的影响,并与Sn37Pb和Sn3.8Ag0.7Cu钎料焊点的热疲劳寿命进行了对比分析.研究表明,片式元件的理想接头形态为微凹形;在此形态下,与Sn37Pb和Sn3.8Ag0.7Cu钎料焊点相比,低银Sn-2.5Ag-0.7CuRE钎料的表面贴装元件焊点具有更高的热疲劳寿命.这一结果对于焊点的优化设计及新型无铅钎料的研制具有一定的指导意义.     

Bi对SnZnMg软钎料性能影响

本文研究了Bi元素对SnZnMg钎料物理性能、工艺性能的影响,试验结果表明,随着Bi的增加,合金熔程增大,铺展性能和润湿性显著提高,这主要与形成的Sn-Bi二次相及钎料与基板件金属间化合物状态有关。     

微量稀土对SnAgCu无铅钎料力学及润湿性能的影响

对真空条件下制备的Sn2．5Ag0．7CuxRE钎料合金的力学及润湿性能进行了研究。结果表明：当RE添加量为0．1％（质量分数）时，钎料合金具有较大的铺展面积、较小的润湿角和较高的拉伸强度、伸长率，可满足微电子连接的需要。     

纳米氧化物颗粒掺杂对SnAgCu无铅钎料性能的影响

研究了纳米颗粒掺杂对SnAgCu无铅钎料的焊接工艺、润湿性以及显微组织的影响.结果表明,不同的纳米颗粒掺杂对钎料的焊接工艺有不同的要求.纳米颗粒掺杂能够改善焊料的润湿性,其加入也能明显细化焊点的显微组织.纳米颗粒粒径越小,对焊料的性能改善作用越大.     

Sn基无铅焊料的研究进展

随着世界各国“限铅令”的颁布，Sn基无铅焊料被广泛研究以代替传统Sn-Pb焊料。然而，近年来大规模集成电路及先进电子封装架构的发展对无铅焊料的性能提出了更高要求。本文介绍了Sn-Sb、Sn-Cu、Sn-Ag、Sn-Zn、Sn-Bi和Sn-In系等主要无铅焊料体系的最新研究进展，综述了添加合金元素、稀土元素以及纳米颗粒对焊料显微组织、润湿性能、力学性能、耐蚀性能和接头服役性能的影响。文章最后讨论了高性能无铅焊料的研发方向，提出了创新的研究理念及研究方法，为下一代钎焊材料的研发提供了参考。