SnAgCu无铅钎料焊点结晶裂纹

针对印刷电路板(PCB)上无铅钎料SnAgCu微小焊点的结晶裂纹,利用设计的试件重现无铅钎料钎焊过程中产生的结晶裂纹,对无铅钎料结晶裂纹进行模拟,同时研究了微量元素的添加对SnAgCu合金焊点结晶裂纹形成的影响。结果表明,在尺寸很小的焊点上仍然存在明显的结晶裂纹。用焊点结晶裂纹的总长度定量地评价无铅钎料结晶裂纹的敏感倾向,添加Ni和Ce元素能够降低无铅钎料结晶裂纹的形成,而P元素的添加却加剧了结晶裂纹的形成,明显增加了焊点处的结晶裂纹。     

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     

Cr、Ce、P对Sn-0.7Cu无铅钎料高温抗氧化及辅展性能的影响

研究了微量元素Cr、Ce、P对Sn-0.7Cu无铅钎料在400℃条件下的氧化出渣及铺展率的影响,通过扫描电镜(SEM)、俄歇电子能谱探究了钎料的表面氧化发生过程及机理,并将优化配比后的钎料与市场上商用高温抗氧化钎料的性能进行对比.结果 表明:添加一定量的Cr、Ce、P均有助于提高钎料的高温抗氧化性能,Ce、P的加入能提...     

微量RE对SnAgCu无铅钎料力学性能和润湿性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析仪等检测手段,研究了微量RE对低银Sn2.5Ag0.7Cu无铅钎料的力学性能和润湿性能影响.结果表明,添加微量RE可以提高该钎料的力学性能,改善润湿性能.当RE添加量为0.1wt％时,钎料的伸长率和拉伸强度最大,此时,该钎料在Cu焊盘上的铺展面积也最大.但过量的RE会导致性能的下降.这些性能的改变与微量RE对其显微组织的影响有关.     

稀士Ce对Sn—Cu—Ni钎料物理性能和铺展性能的影响

研究了不同含量的稀土Ce对Sn-Cu-Ni无铅钎料物理性能和铺展性能的影响。结果表明：添加微量的稀土Ce对Sn-Cu—Ni钎料合金的熔化温度和密度影响不大,而其电阻率有所上升。随着Ce含量的不断增加,钎料焊点表面的光亮度随之增加,钎料在铜基板上的铺展面积也逐渐增大,钎料润湿性有所改善,但是当w（Ce）超过0．05％时,钎料焊点表面光亮度呈现下降趋势,其铺展面积也在减小。     

Ag和Ni颗粒对63Sn37Pb力学性能和润湿性能的影响

锡铅钎料在电子工业中广泛应用。锡铅共晶或近共晶钎料熔点较低，钎焊工艺性能好，但抗蠕变性能差。作者运用弥散强化原理，分别选用1μm的Ag颗粒和Ni颗粒作为增强体，以63Sn37Pb为基体，制成金属颗粒增强的锡铅基复合钎料。在再流焊条件下，弥散分布的增强体与基体冶金结合，在增强体的表层形成-薄层金属间化合物，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，铺展面积略微下降，但Ag颗粒体积百分数为5％和10％的颗粒增强的锡铅基复合钎料的蠕变寿命分别提高8倍和6倍，同时抗拉强度和剪切强度均得到提高；Ni颗粒增强的复合钎料的蠕变寿命大幅度提高，Ni颗粒体积百分数为5％和10％的颗粒增强的锡铅基复合钎料的蠕变寿命分别提高了85倍和186倍，但润湿性能、剪切强度和延伸率均明显降低。     

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。     

稀土元素对SnAgCu钎料性能的影响

综合评述了无铅化背景下SnAgCu系钎料合金的性能特点和研究现状,着重讨论分析了微量稀土元素的添加对SnAgCu系钎料润湿性能、力学性能、蠕变性能和显微组织的影响及其作用机理,并对具有广阔发展前景的SnAgCuRE系无铅钎料的研究与发展趋势进行了展望.     

稀土Ce对Sn-Cu-Ni钎料物理性能和铺展性能的影响

研究了不同舍量的稀土Ce对Sn-Cu-Ni无铅钎料物理性能和铺展性能的影响.结果表明:添加微量的稀土Ce对Sn-Cu-Ni钎料合金的熔化温度和密度影响不大,而其电阻率有所上升.随着Ce含量的不断增加,钎料焊点表面的光亮度随之增加,钎料在铜基板上的铺展面积也逐渐增大,钎料润湿性有所改善,但是当w(Ce)超过0.05%时,钎料焊点表面光亮度呈现下降趋势,其铺展面积也在减小.     

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。     

工艺参数对急冷型SnAgCu系钎料合金钎焊接头组织性能的影响

对所制备的急冷型snAgCu系钎料合金进行了熔化温度特性测定和钎焊工艺试验,然后对钎焊接头的力学性能和显微组织进行了测试分析,并研究了钎焊工艺参数对接头组织性能的影响.结果表明:在不同的钎焊温度和钎焊时间奈件下,接头界面处金属间化合物的形成及分布是不同的,并由此导致了接头抗剪强度的变化.     

P对Au/Ni/Cu焊盘与SnAgCu焊点焊接界面可靠性的影响

采用回流焊工艺在ENIG镀层印制电路板上组装289I/Os无铅Sn-3.0Ag-0.5Cu球栅阵列封装器件,对封装后的电路板进行随机振动可靠性试验,采用X-Ray、SEM和EDX等测试确定焊点在随机振动试验过程中的失效机制,探讨焊点沿界面失效与镀层内P元素的分布和含量的关系.在振动试验中失效和未失效的BGA焊点与镀层界面表现出类似的微观形貌,Ni层因被氧化腐蚀而在焊点截面形貌上出现"缺齿"痕迹,而在表面形貌图上此呈现黑色的氧化腐蚀裂纹.P在镀层表面的聚集对Ni的氧化腐蚀有促进作用,同时P的聚集也明显降低焊点结合界面的机械强度.Ni层的氧化和Ni层表面P元素的聚集是引发焊点沿焊点,镀层结合界面开裂的主要原因.     

In situ investigation of SnAgCu solder alloy microstructure

In situ X-ray diffraction experiments, using synchrotron radiation, were employed to analyze microstructure evolution of the 96.5Sn3Ag0.5Cu (wt.%)—SAC305 lead-free solder alloy during heating (30-240 °C), isothermal dwell (240 °C) and cooling (240-30 °C). The special emphasis was placed on the study of the melting and solidification processes, explaining formation, distribution and the order of crystallization of the crystal phases (β-Sn, intermetallic compounds) in the solder alloy. Furthermore, thermal expansion behaviour of the main constituent phase β-Sn was analyzed prior to melting and after the consequent solidification.     

Influence of interfacial reaction between molten SnAgCu solder droplet and Au/Ni/Cu pad on IMC evolution

Intermetallic compounds（IMC） formed at Sn-Ag-Cu solder droplet/pad interface during wetting reaction were investigated. Comparative studies of the IMC evolution during reflow and aging were also conducted. The results show that the wetting reaction between molten solder droplet and pad leads to the formation of Au-Sn compound at interface, but Au element is not fully consumed during wetting reaction. After reflow, all Au layer disappears from the interface, Au element is dissolved into solder and Au-Sn intermetallic compounds are precipitated in the bulk. Reaction between Ni layer and Sn-Ag-Cu solder leads to the formation of （CuxNi1-x）6Sn5 layer at interface during reflow. According to the thermodynamic-kinetic of interfacial reaction, the wetting reaction at solder droplet/pad interface influences the phase selectivity of IMC evolution during reflow and aging process.     

急冷型SnAgCu系钎料箔带制备及物理性能测试

采用单辊法制备了急冷型SnAgCu系钎料箔带,对其进行了物理性能测试和显微组织分析,并与相同成分的常态钎料合金进行了分析比较,结果表明:采用单辊法制备急冷型SnAgCu系钎料箔带是可行的,所制备的钎料箔带熔化温度及同-液相线温度区间均低于相同成分的常态钎料合金,且其显微组织也更为细化.     

急冷型SnAgCu系钎料合金钎焊工艺及接头性能研究

制备了急冷型SnAgCu系钎料合金,在对其进行熔化特性测定和钎焊工艺试验后,对钎焊接头的力学性能和显微组织进行了测试分析,结果表明:所制备钎料合金的熔化特性满足要求;钎焊温度和钎焊时间对接头的剪切强度有较大影响,工艺参数为275℃×4.5min时,接头强度最高;在钎焊过程中形成的金属间化合物沿界面分布不均匀,且向钎焊缝中生长.