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。     

镀铜氧化锆增强低银Sn1.0Ag0.5Cu复合钎料的性能及其钎焊接头性能

采用化学镀法对ZrO₂进行表面镀Cu处理,制备镀铜氧化锆(Cu-ZrO₂)增强低银Sn1.0Ag0.5Cu复合钎料,对复合钎料及其钎焊接头组织性能进行了研究。结果表明：采用化学镀法可实现氧化锆表面镀铜纳米粒子的制备,两者具有较高的吸附力;添加适量Cu-ZrO₂可细化Cu-ZrO₂增强低银Sn1.0Ag0.5Cu复合钎料中初生β-Sn晶粒,增加共晶组织比例,提高钎料的润湿性和抗拉强度,当Cu-ZrO₂添加量为0.5 mass%时,Cu-ZrO₂增强低银Sn1.0Ag0.5Cu复合钎料的抗拉强度达41.6 MPa,与未添加Cu-ZrO₂的Sn1.0Ag0.5Cu钎料相比提高了38%;添加Cu-ZrO₂还可提高Cu-ZrO₂增强低银Sn1.0Ag0.5Cu复合钎料钎焊接头的剪切强度,当Cu-ZrO₂添加量为0.5 mass%时,钎焊接头的剪切强度达28.5 MPa,较未添加C...     

热解还原法制备镀镍ZrO2增强低银SnAgCu系复合钎料及其钎焊

本文采用热分解-还原法制备镀镍ZrO2增强相,粉末冶金法制备镀镍ZrO2增强Sn1.0Ag0.5Cu复合钎料,研究了ZrO2纳米颗粒表面金属化以及其对Sn1.0Ag0.5Cu复合钎料的微观结构、材料性能及钎焊接头的影响。结果表明:经机械预处理的ZrO2粒径减小、团聚降低;采用热分解-还原法成功地制备出了镀镍ZrO2增强相,Ni粒子以8-11 nm间距均匀附着于ZrO2表面,ZrO2(02)和Ni(11)界面呈半共格关系;添加适量镀镍ZrO2对Ni/ZrO2-Sn1.0Ag0.5Cu复合材料的熔点、电阻率影响不大,提高了润湿性和抗拉强度,在镀镍ZrO2增强相添加量为0.7 wt.%时Ni/ZrO2-Sn1.0Ag0.5Cu复合钎料抗拉强度、钎焊接头剪切强度均达峰值,较基体材料的相比提高了43.3%、40%。随着Ni-ZrO2增强相的添加,复合钎料钎焊接头的断裂位置由界面IMC层向过渡区的近钎缝侧移动,断裂机制由韧-脆混合断裂逐渐转为韧窝为主的韧性断裂。     

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。     

外能辅助下Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE0.05Ni/Cu钎焊接头组织与性能

采用SEM、EDS、XRD等方法研究了超声、电场外能辅助下Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE0.05Ni/Cu钎焊接头的组织与性能。结果表明,借助于超声、超声-电场外能辅助能细化Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE0.05Ni/Cu钎焊接头钎缝组织并使共晶组织比例增加,界面区金属间化合物(IMC)平均厚度、粗糙度和界面IMC颗粒尺寸减小。超声和电场外能辅助下Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE0.05Ni/Cu钎焊接头强度与其界面IMC层粗糙度密切相关,超声的作用更为显著,在超声-电场外能辅助钎焊接头界面IMC层粗糙度降低中占主导作用,施加超声-电场外能辅助下钎焊接头剪切强度与传统钎焊相比提高24.1%;施加超声、超声-电场外能辅助使Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE0.05Ni/Cu钎焊接头断裂途径由钎缝和界面IMC层组成的界面过渡区向钎缝侧迁移,呈界面(Cu,Ni)_6Sn_5 IMC解理和钎缝解理+韧窝的脆-韧混合型断裂机制,使接头剪切断口塑性区比例增加,从而提高接头剪切强度。     

服役条件对内生颗粒增强复合钎料性能的影响

内生法制备复合钎料被认为是提高无铅钎料性能的有效途径.为了提高基体钎料的综合性能,试验采用内生均匀分布的Cu6Sn5颗粒作为增强相,以Sn-3.5Ag共晶钎料作为基体,制成内生Cu6Sn5颗粒增强的SnAg基复合钎料.研究了服役条件下内生Cu6Sn5颗粒增强复合钎料的显微组织和抗剪强度,对复合钎料钎焊接头的断裂方式及增强相的作用进行了分析.结果表明,随着再流及时效的进行,复合钎料内部Cu6Sn5颗粒的形貌及尺寸发生变化,进而影响复合钎料钎焊接头的抗剪强度.复合钎料钎焊接头的变形方式主要受滑移带控制,内生Cu6Sn5颗粒增强相可以起到阻碍滑移带扩展的作用.     

Mn、Zn对低银Sn-Ag-Cu无铅钎料接头组织和性能的影响

研究了微量元素Mn和Zn对低银Sn-Ag-Cu无铅钎料钎焊接头组织和性能的影响。结果表明,Mn和Zn可使钎焊界面金属间化合物层(Cu3Sn和Cu6Sn5)变得薄而均匀;其可以增加低银钎料的钎焊接头的拉伸强度和剪切强度,最佳元素添加量为0.2%Zn和0.05%Mn(质量分数);断口形貌显示其接头为塑性断裂破坏。Mn、Zn的添加,使得钎料组织的方向性生长状态弱化,同时,可以抑制Cu6Sn5和Cu3Sn金属间化合物层在高温环境下的时效长大或粗化,表明其对接头的稳定可靠性也具有改善作用。     

银镍金属微细颗粒对锡铅基复合钎料力学性能的影响

运用弥散强化原理，分别选用Ag颗粒和Ni颗粒作为增强体，以63Sn37Pb共晶钎料为基体，制成金属颗粒增强锡铅基复合钎料。在再流焊条件下，弥散分布的增强体与基体冶金结合，在增强体表层形成一薄层金属间化合物，从而使复合钎料蠕变性能大幅度提高。试验证明：在相同条件下，与基体钎料63Sn37Pb相比，5％Ag(体积分数，下同)和10％Ag颗粒增强锡铅基复合钎料蠕变寿命分别提高了8倍和6倍，同时抗拉强度和剪切强度均得到提高；5％Ni和10％Ni颗粒增强锡铅基复合钎料蠕变寿命分别提高了84倍和185倍，但剪切强度和延伸率均明显降低。     

应力对SnPb基复合钎料钎焊接头蠕变性能的影响

采用搭接面积为1mm^2的单搭接钎焊接头，研究了恒定温度下，应力对纳米颗粒增强的SnPb基复合钎料钎焊接头的蠕变寿命的影响。结果表明，纳米颗粒增强的SnPb基复合钎料的蠕变抗力优于传统SnPb钎料。同时钎焊接头的蠕变寿命随应力增加而降低，且应力对复合钎料钎焊接头蠕变寿命的影响较传统63Sn37Pb钎料明显。     

两种钎料对不锈钢钎焊接头组织和力学性能的影响

采用四号锰基钎料真空钎焊2Cr13不锈钢,研究了钎焊温度对其接头组织和室温及高温剪切强度的影响,并与Ni-Cr-P钎料钎焊不锈钢接头进行了对比.结果表明:四号锰基钎料钎焊接头组织由Mn-Ni基的单相Mn-Ni-Cu-Fe-Cr-Co固溶体组成,接头室温剪切强度随着钎焊温度的升高逐渐增加;Ni-Cr-P钎料钎焊接头组织由Ni-Fe基固溶体和Ni(Cr,Fe)-P化合物组成,接头室温剪切强度低于四号锰基钎料钎焊接头的室温剪切强度.当测试温度超过500℃时,Ni-Cr-P钎料钎焊接头的高温剪切强度降低幅度不大,四号锰基钎料钎焊接头降低明显,但仍高于Ni-Cr-P钎料钎焊接头的高温剪切强度.     

锡钎焊工艺参数对钎焊接头力学性能的影响

在不同的锡钎焊温度和保温时间下制备锡钎焊接头,探讨了锡钎焊工艺对其接头剪切强度的影响.试验结果表明:随钎焊温度的升高或保温时间的延长,钎焊接头的剪切强度均呈现先上升后下降的趋势,且当钎焊温度高于300℃后,其剪切强度下降.在本试验条件下,钎焊温度260℃、保温时间20 s为最佳匹配工艺参数,接头的可靠性较高.     

贵金属合金焊粉制造

焊膏在电路元件和微型集成电路的贴装技术（ＳＭＴ）中是关键材料,焊膏的印刷性、粘度、粉末氧化、塌边（坍塌）性及搅溶性都取决于分的性质。作者概述了五种焊粉的制造方法（机械合金化法、气体喷雾法、离心喷雾法、振动喷雾法和旋转喷雾法）及其特征,焊粉的成分和性质,偻末形状对焊膏性能的影响,焊分的分级方法。并对气体喷雾法和离目标是以低的生产成本,制造氧化程度小,粒度分布范围窄及真圆球状的焊粉。     

再流焊接的温度控制

再流焊接技术是表面贴装技术生产过程中的关键工序,再流焊接工艺过程直接影响电子产品质量.其中焊接过程各阶段的温度控制尤为重要,要合理设置各温区的温度,使炉膛内的焊接对象在传输过程中所经历的温度按合理的曲线规律变化,才能保证冉流焊质量.     

波峰焊工艺参数优化

波峰焊接工艺是一个复杂而系统的工程,在实际生产过程中必须严格控制焊剂涂覆量、印制板预热温度、焊接温度和时间、印制板爬坡角度和波峰高度,综合调整其工艺参数,才能获得较好的焊接质量。     

波峰焊无铅化对策研究

从无铅焊料的易氧化性、腐蚀性、波峰焊温度曲线等方面分析了无铅焊接相对于Sn-Pb焊接的工艺特点,提出了无铅焊接过程中应注意的问题及解决方法,从而实现波峰焊的无铅化。     

无铅焊接缺陷研究

针对电子组装过程中无铅钎焊工艺在实际生产中出现的缺陷进行了分析研究,找出导致焊点表面粗糙、焊锡珠、漏焊、空洞、钎焊点合金层退变等钎焊缺陷的因为,通过反复试验,提出解决问题的方法,经生产实践证明,这些方法行之有效.     

铝热交换器的超声波钎焊

论述了铝热交换器的超声波钎焊工艺及其影响钎焊的几个关键因素。根据对超声波钎焊工艺的分析和实践,结果表明控制产品在钎焊时的浸没深度与产品装配间隙、超声波钎焊时间和钎剂成分是获得高钎焊质量的重要条件     

Development of a Duothermal Soldering Process

For joining electric or electronic components and a printed circuit board, mass soldering methods are mostly applied due to their high productivity. In few cases selective soldering is required concerning economical or technical issues. However, also established selective soldering methods are incapable of reliably soldering temperature sensitive components. The substrates or the elements often cannot withstand the applied process temperatures of these methods. A new selective soldering process, the Duothermal Soldering, was developed which reduces heat input to the joint by employing low process temperature and precisely dispensing solder. This process is based on separating the application of heat to liquefy the solder and to heat the elements to be joined. For the purpose of evaluation, a prototype has been implemented and tested on flexible printed circuits and flexible flat cables.     

热喷涂涂层的钎焊工艺

使用钎焊方法对热喷涂H08低碳钢涂层、4Cr13马氏体不锈钢涂层与20钢进行连接,研究了这些热喷涂涂层的钎焊工艺性、接头的力学性能以及接头的金相组织形貌.试验结果表明,锡焊可以很好地连接2种低碳钢潦层或将低碳钢涂层与低碳钢基材连接起来;银焊不但可以连接低碳钢涂层.还可连接低碳钢基体与马氏体不锈钢涂层;2种钎焊接头的抗拉结合强度都高于涂层层间结合强度.