Sn对BiSbCu钎料钎焊工艺性能的影响

在BiSbCu钎料中添加Sn,分析Sn对BiSbCu钎料合金钎焊工艺性能的主要指标——钎料熔点和铺展面积的影响.结果表明:在Bi5Sb2Cu钎料合金中加入Sn可以显著降低钎料的熔点和显著增强钎料合金的铺展性能.当Sn的质量分数为10％时,Bi5Sb2Cu钎料的铺展面积为26.22 mm2,钎焊工艺性能最好.     

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。     

Ti对Sn0.7Cu无铅钎料润湿性和界面的影响

研究了Ti的加入对Sn0.7Cu无铅钎料润湿性能以及钎料/Cu界面微观组织的影响.结果表明:在Sn0.7Cu中添加微量Ti,提高了钎料的润湿性能,可使铺展面积提高5％左右,当钎焊时间为3s时,界面金属间化合物(IMC)形貌由原来的扇贝状变为锯齿状;随着钎焊时间延长,Sn0.7Cu/Cu和Sn0.7Cu0.008Ti/C...     

微量Sn添加对BiAgSb系高温无铅钎料焊接性能的影响

通过在Bi-2.6Ag-5Sb钎料合金中添加微量元素Sn来改善Bi-2.6Ag-5Sb合金的润湿性和焊接可靠性。研究结果表明:Bi-2.6Ag-5Sb钎料合金中添加质量分数0.5%~3.0%的Sn,随着Sn含量的增加,钎料的熔点呈下降趋势,熔点仍然在260~280℃,能明显改善其润湿性和焊接可靠性。     

SnAgCu系钎料合金对表面贴装元件润湿特性研究

采用润湿平衡法,研究了水溶性钎剂条件下SnAgCu系钎料合金对表面贴装元件的润湿特性.试验结果表明,钎焊温度对润湿力作用显著.Sn2.5Ag0.7Cu钎料合金的最大润湿力为1.265 mN,其最佳工艺参数分别为:预热时间15 s,钎焊温度255℃和钎焊时间5 s.该润湿力高于目前商用的Sn3.0Ag0.5Cu钎料,与Sn3.8Ag0.7Cu钎料润湿力相当,完全能够满足表面组装行业对无铅钎料润湿性能的要求.     

AgCu28共晶钎料的铺展性研究

针对陶瓷DIP外壳钎焊时,常出现AgCu28钎料流淌的问题,而钎料铺展性对钎料的流淌起着重要作用,为此研究了在不同的生产工艺条件下,AgCu28共晶钎料在镀有不同厚度镍的金属化陶瓷基板和4J42可伐合金片上的铺展性。结果显示钎料在化学镀镍层上比在4J42合金带上的铺展面积大,并存在一个临界镀镍层厚度(0.5~1.0 靘),超过这一临界值,铺展面积显著下降。钎料铺展面积随着焊接温度、时间而改变,控制在钎料熔点以上的停留时间是减少钎料过分铺展的关键。     

Sn-Sb-Cu(Bi)系无铅钎料的研究

本文研究了Sn-Sb-Cu(Bi)系无铅钎料的润湿性、显微组织以及熔化特性,对Sb、Cu、Bi等元素在Sn基钎料中的作用进行了阐述,发现了几种有应用潜力的合金,有望取代现有广泛使用的SnAg(Cu)系钎料.     

电子元件、组件

TN60 2004030494铜锢钊硫对Sn一Ag基无铅焊料性能的影响/林培豪,刘心宇,成钧(桂林电子工业学院)11电子元件与材料‘一2 003,22(10).一33-34研究了Cu、In、Bi、S元素对Sn一Ag基无铅焊料熔点和铺展性的影响.结果表明:Sn一A片Cu三元合金成分为9 5.5%Sn3.5%Agl%Cu时具有较低熔点(215℃)和好的铺展性;加入适量的In可降低Sn一Ag合金的熔点和改善铺展性能;随二(B劝的增加Sn-Ag一Bi三元合金熔点降低、铺展性变好;Sn一Ag合金熔点随、(S)的增加而升高,加入少量S能改善Sn一Ag合金的铺展性.图8参5(刚)影响,发现随着硫酸浓度增加,温度对隧道…     

新型Sn-Ag-Bi-Cu-In系无铅钎料合金研究

通过正交试验设计形成Sn-Ag-Bi-Cu-In系无铅钎料合金,并对钎料合金的熔化温度、可焊性、密度及剪切强度等进行研究.研究发现,Sn-Ag-Bi-Cu-In系钎料合金熔化温度接近传统的熔化温度,固-液温度差小;钎料密度约为传统Sn63Pb37的87%;试样铺展面积为72.02mm2,与Sn63Pb37焊锡的铺展面积76.85 mm2非常接近;钎料的剪切强度远大于传统Sn63Pb37钎料的剪切强度,其断裂形貌为沿晶脆断.     

电子封装用SnAgCuGa钎料的改性

针对SnAgCu钎料存在的熔点偏高、润湿性较差等不足,研究了不同Sb含量对SnAg3.5Cu0.7Ga1钎料性能的影响。结果表明,随着Sb含量的增加,SnAg3.5Cu0.7Ga1钎料的固液相线呈增长趋势,但均低于230℃;Sb含量添加0.5%时,SnAg3.5Cu0.7Ga1合金在240℃无卤素松香助焊剂下润湿性变化不大,当Sb含量达到1.0%以上时,SnAg3.5Cu0.7Ga1合金的润湿性随着Sb含量的增加而提高。添加少量的Sb可以提高SnAg3.5Cu0.7Ga1无铅钎料的抗氧化性,随着Sb含量的增加,产生裂纹时的循环次数依次增加,可以提高钎焊铜合金接头的热疲劳强度。     

非离子表面活性剂对助焊剂润湿性能的影响

在软钎焊免清洗助焊剂中分别添加了3种不同含量的非离子表面活性剂:TritonX—100、Tween—20和PEG2000,得到了3组助焊剂。使用这3组助焊剂和Sn0.7Cu无铅钎料在纯铜板上进行了铺展测试。结果表明,添加TritonX—100和添加Tween—20的质量分数均为0.6%时,钎料的润湿角最小值分别为30.07°和29.70°,铺展面积最大值分别为56.67mm2和58.53mm2;添加PEG2000质量分数为0.3%时,钎料的润湿角最小值为26.70°,铺展面积最大值为66.88mm2,比未添加时增加26.9%。适量加入非离子表面活性剂能够改善助焊剂的润湿性,并提高无铅钎料的铺展能力。     

Sn58Bi-xW复合钎料焊点微观组织及性能的研究

采用SEM、EDX等手段,研究了Sn58Bi-x W钎料润湿性能、组织形貌及焊点接头力学性能。结果表明:适量W颗粒可以提高Sn58Bi润湿性,随着W颗粒含量的增加,钎料的润湿性呈现先上升后下降的趋势,W质量分数为0.05%时润湿性最好,其铺展面积为132.73 mm~2。W颗粒可以有效细化Sn58Bi钎料合金的微观组织,减小焊点界面IMC厚度,当W添加量为质量分数0.1%,Sn-58B钎料的微观组织最为细小,界面IMC的厚度为0.71μm,焊点的抗拉强度最高,达101.6 MPa。     

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。     

In对Sn9Zn钎料润湿性能的影响

为了提高Sn9Zn共晶钎料的钎焊性能,通过合金化的方法添加了少量元素In,制备了Sn9Zn-xIn钎料。从钎料合金的熔化特性、润湿特性、界面显微结构和母材粗糙度这四个方面评价了不同In含量对Sn9Zn钎料润湿性能的影响。试验结果表明:少量元素In的添加可以降低钎料的熔点;随着In含量的增加,钎料的润湿力增大,润湿时间缩短,润湿性有明显提高;In含量增加,润湿界面层中Cu5Zn8化合物层厚度增加;对母材表面进行毛化处理,通过改变母材表面的微观几何结构,增大钎料与母材的相对接触面积,从而改善钎料的润湿性能。     

无铅钎料Sn-0.7Cu机械合金化研究

利用扫描电子显微镜和差热分析仪,研究了Sn-0.7Cu粉末的机械合金化过程;同时将机械合金化获得的粉末制成焊膏,进行铺展实验,并对金相组织进行了分析.研究结果表明,机械合金化是一种制备钎料粉体的方法;粉末的最终颗粒尺寸可通过合适的工艺参数来控制;用机械合金化获得的钎料粉体制成的焊膏,其铺展面积及润湿角方面与传统的熔炼法获得的钎料差别不大,铺展试样的金相组织由富Sn相、Cu6Sn5和少量Cu3Sn相组成.     

稀土对Zn20Sn高温无铅钎料组织与性能的影响

向Zn20Sn高温无铅钎料中添加微量铈镧混合稀土（RE）,研究了RE的添加量对该钎料合金显微组织及性能的影响。结果表明,添加微量RE的合金显微组织中出现含RE的金属间化合物（IMC）。随着RE的添加,形状各异的IMC的数量显著增加。RE质量分数为0.5%~1.0%的合金的固相线温度不变,而液相线温度略有降低。当RE质量分数为0.5%时,钎料在Cu基板上的铺展面积最大,比Zn20Sn钎料提高了57.6%。但随着RE的继续添加,钎料的润湿性降低。当RE质量分数超过0.1%时,钎料的显微硬度和电阻率随着RE含量的增加而增大。综合考虑,合适的RE添加量为质量分数0.5%。     

消费类电子产品用低温Sn-Bi基无铅钎料研究

表面贴装技术(SMT)正在逐渐向着低温互连的趋势转变,促使低温无铅钎料合金成为行业内关注的焦点之一。Sn-Bi共晶合金由于低熔点(138℃)、高强度、低成本而应用于消费类电子产品封装与组装,但是由于Bi相固有的脆性、时效过程中Bi相的粗化、钎料合金与Cu反应时Bi相在Cu₃Sn/Cu界面的偏析等缺陷的存在阻碍了Sn-Bi共晶钎料合金的广泛应用。降低Sn-Bi共晶合金中的Bi含量可有效改善其力学性能与焊点可靠性。针对低温无铅互连中低Bi含量的Sn-Bi基无铅钎料合金,研究了不同Bi含量下低温无铅钎料的微观组织、硬度、弯曲强度、抗拉强度、延展性以及Sn-Bi基/Cu焊点中界面微观组织、跌落性能与电迁移性能,分析了消费类电子产品封装用低温Sn-Bi基无铅钎料合金的发展方向与研究进展。     

无铅电子封装发展现状

无铅钎焊方法现已成为环保型电子产品封装中的关键性技术。在几种替代选择的合金中,结合考虑了其他合金如Sn-Zn-Bi熏Sn-Cu熏Sn-Bi-Ag等,确认Sn-Ag-Cu合金族为无铅钎料的首选。通过采用对热力学和结构分析,结合CLAPHAD法等动力学计算方法,已经精确的测出了无铅合金体系的相图。当Sn-Zn蛐Cu体系中形成Cu-Zn化合物时,在大多数无铅钎料蛐Cu的界面处形成Cu6Sn5蛐Cu3Sn层。研究了在固态和钎料中的金属间化合物层的生长动力学熏也考虑到了蠕变和疲劳现象。在无铅钎料的许多未来应用中,需要更多的工作来建立合理的科学基础以推进它们的应用。     

Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu焊点可靠性研究

采用铺展面积法研究了Sn-3.0Ag-0.5Cu无铅钎料在不同温度下的润湿性能,同时探讨了150℃等温时效对Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu焊点界面组织及力学性能的影响。结果表明,随着钎焊温度的升高,Sn-3.0Ag-0.5Cu钎料的润湿性能明显增加。焊后钎料/Cu界面处对应的金属间化合物为Cu6Sn5相,经150℃时效,界面层的形貌由原来的齿状逐渐转化为层状,且厚度随着时效时间的增加而增加。发现界面层金属间化合物厚度与时效时间的二次方根成线性关系。对焊点在时效过程中的力学性能进行分析,发现Sn3.0Ag0.5Cu/Cu焊点的力学性能随着时效时间的增加逐渐降低,时效初期,焊点的力学性能下降较快,后期趋于平缓。