不同缓蚀剂对SnAgCu焊膏焊接性能的影响

通过对SnAgCu焊膏/Cu焊接界面IMC层和力学性能进行分析,研究了助焊剂中添加咪唑类缓蚀剂A和喹啉类缓蚀剂B及其复配对SnAgCu焊膏焊接性能的影响.利用扫描电镜(SEM)和能量色散谱仪(EDS)分别对IMC层的微观结构和焊点的组织成分进行观察和分析,采用力学试验机测试焊点的剪切强度和拉伸强度,并通过SEM观察其断口形貌.研究结果表明:缓蚀剂对界面IMC层的生长起到一定控制作用,不添加任何缓蚀剂时,IMC层厚度不均匀,部分呈粗大的柱状结构,平均厚度为7.6μm;而添加0.5%A和0.5%B复配缓蚀剂的焊膏,IMC层最薄而且致密均匀,厚度为3.4μm;添加0.5%A和0.5%B复配缓蚀剂的焊膏,获得了最大的剪切强度和抗拉强度,其中剪切强度为47.92 MPa,剪切断裂模式为韧性断裂,抗拉强度为99.28 MPa,拉伸断裂模式为脆性断裂.     

SnAgCu无铅钎料元素浸出行为研究

对常用的Sn-3.5%Ag-0.5%Cu无铅钎料及Sn-3.5%Ag-0.5%Cu/Cu焊接接头在H2SO4、NaOH、HNO3和NaCl溶液中进行了元素浸出试验,研究电子产品中重金属元素在不同环境中的浸出行为,从而分析电子产品的掩埋对土壤和地下水污染情况及如何合理选择填埋场所.结果表明,在不同环境中SnAgCu无铅钎料及其钎焊接头的各金属元素浸出行为有较大差别.对于SnAgCu钎料而言,对Sn的浸出量影响最大的是Cl-对Ag的浸出量影响最大的是SO2-4各溶液对Cu的浸出量影响不大;就SnAgCu/Cu焊接接头而言,对Sn和Cu的浸出量影响最大的是OH-而对Ag的浸出量影响最大的是Cl-.因此,一般掩埋Sn-3.5%Ag-0.5%Cu钎料最好的土壤应为酸性土壤,且土壤中Cl-、SO2-4不宜过高.     

ZG 1Mn19Ni3Al 铸焊结构低温性能研究

通过化学成分设计和金相组织设计，开发了一种适用于与１６Ｍｎ钢组成铸焊结构的新铸钢ＺＧ１Ｍｎ１９Ｎｉ３Ａｌ。研究了这两种材料组成的焊板在常温、低温（－１９６℃）下的力学性能和冲击断口形貌。试验结果表明，夹杂物和焊接线能量对其低温冲击韧性有着显著的影响。具有γ＋ε双相组织的ＺＧ１Ｍｎ１９Ｎｉ３Ａｌ钢用于低温（－１９６℃）铸焊结构中时要注意钢水精炼和采用适当的焊接线能量     

纳米银焊膏的烧结性能及其用于铜连接的研究

采用化学还原法制备出粒径分布在20~80nm的纳米银焊膏,每个纳米银颗粒上包裹的有机壳防止纳米颗粒的聚合。通过扫描电镜(SEM)对不同温度下银烧结层的微观组织变化进行观察,在200℃条件下烧结30min后,银烧结层连接为联通多孔结构;高于250℃时银颗粒出现明显的长大现象。在250℃温度下,外加10MPa压力采用纳米银焊膏对镀银纯铜材料进行烧结连接,得到接头剪切强度达到39MPa。对接头断口的显微组织分析表明,纳米银颗粒形成致密的烧结结构,断口组织在低倍SEM下未观察到明显塑性变形痕迹,但在高倍SEM下断口处的微观组织呈现了韧窝状组织,具有韧性材料断口材料的微观特征。     

碳纤维布表面PyC界面相微观结构及均匀性的工艺调控

陶瓷基复合材料力学性能与界面相的微观结构和均匀性有密切关系。本研究在碳纤维布表面沉积PyC界面相,探究沉积温度、丙烯分压、滞留时间和氢气分压等工艺参数对PyC界面相微观结构及均匀性的影响规律。使用多种手段对PyC界面相微观形貌、织构进行表征,并分析了微观结构、均匀性与工艺参数之间的内在关联。结果表明:界面相织构的规整度随沉积温度和丙烯分压的提高而提高,随氢气分压的提高而降低,而受滞留时间影响较小;沉积温度和丙烯分压升高均导致界面相厚度分布更加不均匀,且丙烯分压过高会直接产生炭黑,延长滞留时间有利于提高界面相的均匀性;对于中织构和高织构,随着氢气分压提高,界面相均匀性先降低后增加,而低织构的界面相均匀性受其影响较小。最后,阐明了PyC界面相生长模式,揭示了工艺参数对PyC界面相织构形态及均匀性的影响规律,为PyC界面相的精细调控提供了基础。     

基于Sn63Pb37焊膏的喷印技术应用研究

焊膏喷印技术是一种新兴的无钢网喷印工艺技术,利用喷印设备独特的喷射器结构在印制板上方以极高的速度喷射焊膏。该文以Sn63Pb37焊膏为喷印对象,对比分析了丝网印刷用Sn63Pb37焊膏和喷印用Sn63Pb37焊膏组成比例,同时根据IPC 7525对丝网印刷的钢网工装厚度推荐值,通过理论分析研究,找出印制电路板上不同封装的引脚中心间距与其焊膏喷印参数之间的对应关系,建立了数学模型。最后通过工艺样件设计、Sn63Pb37焊膏喷印试验、焊膏喷印检测、焊点形貌分析和切片分析等环节验证了数学模型的正确性,并取得了较好的焊膏喷印应用效果。此外,其他型号的焊膏也可利用该应用研究方法建立数学模型,具有较强的指导意义。     

脉冲参数对镀层微观结构及性的影响

采用脉冲电镀法在紫铜和钢制试样上制备镀镍层,用ＳＥＭ和Ｘ衍射仪观察和研究了脉冲镀镍层的表面形貌微观结构,测试了镀层硬度,测量了试样在７mol/L HNO3溶液中的耐蚀性,用滤纸法和挠度弯曲法测试了镀层的孔隙率和内应力,研究结果表明,脉冲电镀镍层与直流镀镍层相比,结晶细密,孔隙率低,内应力和硬度提高,这主要是存在[200]晶面择优取向的结果。     

膨化硝酸铵的微观结构研究

文章对膨化硝酸铵、普通硝酸铵进行晶形电镜扫描,研究了其孔径与孔容分布、粒径分布、比表面积测定及DSC实验,揭示了膨化硝酸铵的微观结构,说明了膨化硝酸铵具备自敏化的结构特征.     

镁合金微弧氧化膜的微观结构及耐蚀性研究

通过自主研究的微弧氧化工艺在AZ9lD镁合金表面获得了表面质量良好的彩色陶瓷质氧化膜。利用EPMA-EDS、XRD等表面分析手段，研究了微弧氧化膜层的截面形貌和相结构，并采用NaCl溶液浸泡试验和中性盐雾试验考察了氧化膜的耐腐蚀性能。结果显示，氧化膜分成内外两层，外层为尖晶石型的Mg、Al的硅氧化合物陶瓷膜，具有坚硬的特点；内层为含少量硅的Mg、Al复合氧化物，与基体结合牢固，结构致密，形成了硬度和韧性的良好组合。氧化膜具有极佳的耐蚀性，性能优于铬酸盐阳极氧化膜。     

离子注入纯Fe表面微观结构研究

本文应用透射电镜（ＴＥＭ）等方法对纯Ｆｅ中注入Ｎｉ＋、Ｍｏ＋、Ｂ＋及Ｎｉ＋＋Ｍｏ＋＋Ｂ＋引起表面层微观结构变化进行了研究，同时对不同注入条件进行了计算机模拟计算。结果表明，离子注入后纯Ｆｅ表面层微观结构有明显变化，较高剂量离子注入可使表面晶粒细化，并能形成表面非晶层，注入Ｎｉ＋后，注入层内出现以Ｆｅ为主的ｈｃｐ碳化物，部分α－Ｆｅ转变为γ－Ｆｅ，并呈现微孪晶形貌     

Mechanical and microstructural properties of SnAgCu solder joints

Mechanical and microstructural properties of SnAgCu solder joints with hypoeutectic, eutectic and hypereutectic compositions were studied. Eutectic SnPb joints were used as the reference. Reflowed lap shear specimens made of FR-4 glass epoxy printed circuit boards with OSP and NiAu surface finishes were used in the tests. Mechanical properties and microstructural features of the joints were examined in the as-reflowed condition and after isothermal aging at 85 °C for 1000 h. Both the composition and PCB surface finish had a notable effect on the mechanical behaviour of the SnAgCu solder joints. The shear strength value of SnAgCu solder joints was mainly dependent on the size and distribution of Ag₃Sn dispersions. The coarseness of the dispersions depends strongly on the amount of Ag in the solder alloy, the cooling rate after the reflow and the aging history of the solder joints.     

SnAgCu(SnPb)/Ni和SnAgCu(SnPb)/Cu界面金属间化合物在热冲击过程中的生长规律

通过对SnAgCu（SnPb）／Ni和SnAgCu（SnPb）／Cu界面热）中击过程中金属间化合物（Intermetallic compound，IMC）生长规律的研究，以期更好的了解SnAgCu无铅焊料与Ni或Cu金属化层的相互匹配。结果表明固溶在焊料中的Cu或者Ni影响热）中击过程中界面IMC的演化。采用NiAu镀层时，IMC的生长速率比HASL（Hot Air Solder Level）镀层慢，并且界面没有Kirkendall孔洞生成，所以有更好的长期可靠性。采用SnAgCu焊料时，界面Kirkendall孔洞较SnPb焊料少，界面IMC的生长速率较SnPb焊料慢。     

焊膏SnAgCu焊锡微粉在有机酸溶液中的腐蚀与防护

电子产品多用焊膏焊接,其黏度稳定性常受某些酸性物质的腐蚀而下降,进而导致可焊性下降.研究了SnAgCu无铅焊锡微粉在0.1 mol/L 乙二酸水溶液和0.1 mol/L 乙二酸乙醇溶液中的常温腐蚀行为,以及添加16 mmol/L 缓蚀剂苯并三唑(BTA)对其腐蚀行为的影响,并对微粉的腐蚀与缓蚀机制进行了分析.结果表明:焊锡微粉在乙二酸水溶液中的腐蚀程度比在同浓度的乙二酸乙醇溶液中更为严重,且在乙二酸水溶液中微粉表面出现大量均匀分布的腐蚀沟槽,而在乙二酸乙醇溶液中只有少量点蚀痕迹;微粉表面的富锡相易被腐蚀;焊膏中加入BTA对焊锡微粉有良好的缓蚀保护作用,由此使焊膏黏度的稳定性得到保证.     

Tensile deformation behavior of nano-sized Mo particles reinforced SnAgCu solders

In this work, tensile deformation of Sn-3.8Ag-0.7Cu (SAC387) solder and composite of SAC387 reinforced with nano-sized Mo particles have been studied with strain rates from 10⁻⁵ to 10⁻¹ s⁻¹ and temperatures of 25, 75 and 125 °C. It is found that the yield strength (σ_Y.S) and strain hardening exponent (n) are increased with the strain rate, but the n values decrease with increasing temperatures. The n values of the composite solder are also increased with the percentage of the Mo nano-particles (up to 1 wt.%) and thereafter decrease with further increasing of the Mo particle. The strain rate dependence of the Hollomon parameters is found to be stronger at higher temperatures for SAC387 solder, but it is weaker for the composite solders. Empirical equations for σ_Y.S and Hollomon parameters with strain rate and temperatures have been found for both SAC387 and composite solders. Finally, the fracture surfaces of the solders are examined.     

激光喷射钎料球键合焊点热循环试验研究

为研究激光喷射钎料球键合焊点的可靠性,用Sn3.0Ag0.5Cu钎料球对Au/Cu焊盘进行了激光喷射钎料键合试验,采用微强度测试仪、扫描电子显微镜、能谱分析仪研究了热循环条件对接头强度以及界面微观组织演变的影响.结果表明：采用激光喷射钎料键合技术焊盘表面Au层不能完全溶入钎料中,导致在界面处形成AuSn2＋AuSn4多...     

热循环条件下SnAgCu/Cu焊点金属间化合物生长及焊点失效行为

研究了热循环过程中SnAgCu/Cu焊点界面金属间化合物的生长规律及焊点疲劳失效行为。提出了热循环条件下金属间化合物生长的等效方程以及焊点界面区不均匀体模型,并用有限元模拟的方法分析了热循环条件下焊点界面区的应力应变场分布及焊点失效模式。研究结果表明:低温极限较低的热循环,对应焊点的寿命较低。焊点的失效表现为钎料与金属间化合物的界面失效,且金属间化合物厚度越大,焊点中的累加塑性功密度越大,焊点越容易失效。     

电子焊料的无铅化及可靠性问题

随着环境保护意识的增强,人们更清楚意识到铅的剧毒性给人类健康、生活环境带来的严重危害,全球范围已相继立法规定了使用含铅电子焊料的最后期限,无铅封装,无铅焊料成为了近年来的研究热点问题。本文主要叙述了研究无铅焊料的驱动力,以及无铅焊料须满足的基本要求、常用无铅焊料的优缺点和改进方法,同时介绍了无铅化焊接由于焊料的差异和工艺参数的调整,给焊点可靠性带来的相关问题。     

稀土Ce对SnAgCu合金显微组织及剪切强度的影响

研究了稀土Ce对Sn-3.0Ag-0.5Cu合金显微组织及焊点剪切强度的影响规律.利用扫描电镜对铸态合金及焊点显微组织和断口形貌进行了观察和分析,利用能谱仪对铸态合金组分进行测试,采用力学试验机测试焊点的剪切强度.研究表明:当Ce添加量为0.25%时,铸态合金显微组织中β-Sn相与Ag3Sn相明显细化,出现了少量的Sn-Ce相及Ce的偏聚区;采用气雾化粉末所配制的焊膏进行回流焊,添加Ce后,焊点基体组织比未添加时明显优化;经过气雾化制粉,Ce向粉末表面富集并极易氧化,导致焊粉氧含量升高,使得回流焊接后焊料/Cu界面IMC层附近孔洞增加,焊点剪切强度降低.     

Effects of trace rare earth Nd addition on microstructure and properties of SnAgCu solder

Effects of rare earth Nd on solderability of the Sn3.8Ag0.7Cu alloy were studied by wetting balance method, and the mechanical properties (such as pull-force and shear-force) of the joints soldered with SnAgCu–XNd solders were determined using STR-1000 joint strength tester. Moreover, the microstructures of SnAgCu–XNd solders bearing different amount of Nd as well as the intermetallic compounds (IMCs) formed at solder/Cu interface during soldering have been investigated using optical microscopy, scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray analysis, respectively. The results indicate that trace amount of Nd addition can remarkably improve the solderability and mechanical properties of SnAgCu solder. At the same time, it is found that rare earth Nd in SnAgCu solder could refine and improve microstructure of the solder, some bigger IMC plates in SnAgCu solder were replaced by fine granular IMCs. Moreover, the thickness of the intermetallic layer at the Cu/solder interface was reduced significantly. In summary, we suggest that the most suitable content of rare earth Nd is about 0.05 wt% and it will be inadvisable when the Nd exceeds 0.25 wt%.