SnZnPr-xAu无铅钎料性能与组织

研究了微量纳米Au颗粒对SnZnPr无铅钎料性能与组织的影响。研究结果表明,微量的纳米Au颗粒可以显著改善SnZnPr钎料的润湿性和焊点力学性能,通过优化设计证明纳米Au颗粒的最佳添加量为0.1%,但添加纳米Au颗粒过量时,钎料的润湿性明显下降,焊点的力学性能基本不变。对SnZnPr和SnZnPr-0.1Au钎料组织研究发现0.1%纳米Au颗粒可以显著细化基体组织,特别是减小富Zn相的尺寸,通过纳米压痕实验证明0.1%纳米颗粒可以显著提高SnZnPr钎料的抗蠕变性能,热循环实验证明0.1%纳米Au颗粒可以将QFP100器件SnZnPr焊点热疲劳寿命提高12.3%,主要归因于纳米颗粒对位错的钉扎作用。     

微量In对Sn-0.3Ag-0.7Cu无铅钎料抗氧化性能的影响

微量In的添加能够提高Sn-0.3Ag-0.7Cu焊料的抗氧化性能。研究发现,In元素的加入可有效提高钎料的抗氧化能力。当钎料中In的质量分数为0.025%时,钎料的抗氧化性能与润湿性能均达到最佳。加In钎料的抗氧化有效温度范围是300℃以下。In元素会在合金中优先氧化,阻碍钎料的进一步氧化。     

微量铅对Sn-9Zn合金钎料性能的影响

运用差热分析仪、显微硬度计等仪器设备,研究微量铅对Sn-9Zn钎料合金性能的影响。结果表明,微量铅对Sn-9Zn钎料合金性能有较大的影响,其中添加微量铅后,Sn-9Zn钎料合金熔化温度略呈下降趋势,使钎料合金的润湿性得到改善,可以提高Sn-9Zn钎料合金显微硬度,在Pb含量达到1.0%时,显微硬度值可达到31.7。     

Sn—Zn系电子无铅软钎料湿润性能的研究

研究了元素铋对Sn-Zn系合金钎料湿润性能的影响,结果发现Sn－Zn的湿润性能可通过元素铋的加入而得到有效地改善。当铋的含量大于5％时,钎料可获得与Sn-45％Pb系合金相当的润湿性能,但再在合金中加入微量的以镧、铈为主的混合稀土会使钎料合润湿性能有一定的下降。     

微量铅对Sn-9Zn钎料组织及性能的影响

微量铅在目前的无铅工艺生产制程中广泛存在,并可对无铅钎料组织性能产生重要影响。运用Ｘ射线衍射仪、扫描电镜及电化学测试系统等仪器设备,研究微量铅对Ｓｎ－９Ｚｎ钎料组织性能影响。结果表明：当Ｐｂ质量分数为０．３％时,Ｓｎ－９Ｚｎ钎料中富Ｚｎ相明显细化,Ｐｂ固溶于钎料中;当Ｐｂ质量分数为０．８％时,钎料组织得到细化,Ｐｂ还以单质形式存在晶界处;钎料润湿性随Ｐｂ含量增加而得到改善,钎料显微硬度随Ｐｂ含量增加而增加,钎料腐蚀电位随Ｐｂ含量增加略有增大,但腐蚀电流密度却随Ｐｂ含量增加而明显减小。     

旋转磁场对无铅钎料组织及显微硬度的影响

为改善无铅钎料组织性能,研究了在0.125T、1250r/min的情况下旋转磁场对Sn3.0Ag0.5Cu、Sn-9Zn钎料组织和显微硬度的影响.结果表明：旋转磁场作用对Sn3.0Ag0.5Cu、Sn-9Zn钎料的物相构成没有影响,但可使钎料构成相的尺寸、形状及分布发生明显变化,其中部分Ag3Sn相发生弯曲,富Zn相变为细小且分布呈一定的旋转状.与未经旋转磁场作用相比,磁场作用后Sn3.0Ag0.5Cu、Sn-9Zn和Sn-9Zn钎料的显微硬度分别提高15.6%和10.2%,达到HV 24.5和HV 19.3.旋转磁场与感应电流间的Lorentz力具有驱动熔体随电磁场运动的趋势,将影响钎料组织凝固及其显微硬度.     

波峰焊无铅钎料的抗氧化研究进展

电子封装波峰焊从有铅到无铅的转换过程中,由于无铅钎料中锡含量比传统Sn-37Pb钎料高,导致波峰焊过程中氧化渣的产生量很大,不仅造成浪费,还影响焊接质量。控制氧化是当前无铅波峰焊技术必须要解决的一个重要问题。论文概述了国内外波峰焊无铅钎料抗氧化的发展现状及所取得的研究成果,并展望了前景。     

合金元素对Sn-Bi-Sb-Ag-Cu-Re系无铅钎料性能和组织的影响

研究了合金元素Bi、Sb、Ag、Cu、Re对锡基无铅多元钎料性能和组织的影响.研究结果表明，增加Bi、Ag、Cu含量可以降低液相线温度，Sb可以提高液相线温度；Bi、Cu有提高润湿性能的作用，Sb、Ag、Re在低含量范围内可提高润湿性能；Cu有提高剪切强度的作用，Bi明显使剪切强度降低.钎料的相组成是由在β Sn的基体上分布着金属间化合物Ag3Sn、SnBi和Cu6Sn5构成的，Sb和Re则基本上是固溶在基体中.     

Sn-Zn-Bi无铅钎料成分设计

利用二次回归正交组合设计建立了Sn Zn Bi无铅钎料成分与润湿性能、力学性能及抗腐蚀性能的回归方程,分析了成分质量分数对钎料润湿性能、接头剪切强度及钎缝抗腐蚀能力的影响规律。结果表明:增加Zn的质量分数有助于提高接头剪切强度,但同时也使钎料润湿性和钎缝抗腐蚀性能下降;添加适量质量分数的Bi能明显改善钎料的润湿性、接头剪切强度和钎缝抗腐蚀性;Zn、Bi交互作用对钎料和接头性能有一定的影响。在综合考虑成分变化对钎料熔点、熔化温度区间等影响后,优化设计出用于电子工业的w(Zn)=8%～9%、w(Bi)=3%～4%的Sn Zn Bi无铅钎料。     

元素Cu对BNi-7钎料组织和润湿性能的影响

在钎焊温度为980℃,保温时间为30 min的条件下,向BNi-7钎料中添加质量分数为9%的合金元素Cu,利用扫描电镜、同步热分析仪以及对比实验,分析元素Cu对BNi-7钎料微观组织、熔化特性以及润湿性能的影响.结果表明,添加合金元素Cu,钎料润湿铺展过程中相的种类不变,但Ni基固溶体厚度增加,共晶组织里的韧性Ni(Fe,Cr,Cu)固溶体数量增加;随着合金元素Cu的添加,钎料的固液相线温度逐渐降低,但熔化温度范围增大;对于添加9%Cu的BNi-7钎料,由于前驱膜的变宽,促进了钎料的润湿,润湿性能良好.     

电子无铅软钎料的超电势研究

主要研究了Sn-Ag系合金钎料的超电势，并且与传统的Sn-40Pb合金进行了对比，提出了无铅软纤料研究与开发中应当考虑因起电势变化而引起的问题。在酸、碱两种不同的溶液环境中，无铅软纤料和Sn-40Pb合金的起电势有一定的差异，含Bi的Sn-Ag系合金的超电势较低，但微量的轻稀土的加入可显著地提高钎料的超电势；而在碱性溶液中，Sn-Ag系合金的起电势较高，但阳极极化、印化时，临界电流和临界电位均低于Sn-40Pb系合金电极。     

铅对Sn3.5Ag0.5Cu合金钎料性能的影响

利用显微硬度计、差热分析仪等仪器设备,研究了铅对Sn3.5Ag0.5Cu钎料合金性能的影响。实验结 果表明,铅对Sn3.5Ag0.5Cu钎料合金性能有较大的影响,添加铅后,Sn3.5Ag0.5Cu钎料合金熔化温度下降了8%; 钎料合金的润湿性得到改善;当w (Pb)达到0.5%时,Sn3.5Ag0.5Cu钎料合金显微硬度显微硬度值最大,达到21.5 HV之后快速下降。     

电子封装中的无铅Sn-3.8Ag-0.5Cu/Cu界面研究

针对钎料与焊盘间形成IMC层的厚度是影响可靠性的一个关键因素．对无铅钎料Sn-3．8Ag-0．5Cu与Cu盘进行了重熔,采用Olympus（光学金相显微镜）,SEM（扫描电镜）和EDX（能谱X射线）界面分析手段,研究了合金Sn-3．8Ag-0．5Cu与Cu焊盘接头的钎焊性和在焊接过程中IMC的形成与长大机理,探讨了IMC厚度与保温时间的变化规律．研究结果表明,无铅钎料合金Sn-3．8Ag-0．5Cu在钎焊务件下与Cu焊盘能够实现良好的连接,其连接层为Cu6Sn5金属间化合物,重熔时的IMC层生长基本上符合抛物线规律．     

多元无铅软钎料的计算机优化设计

利用二次回归正交设计法得到27组试验钎料配方，分别测定了它们的液相线温度和润湿性；选取液相线温度和润湿性的试验数据作为参数，依据回归设计理论，通过计算机辅助设计，建立了钎料的液相线温度、润湿性与Bi、Sb、Ag、Cu、Re之间关系的二次回归方程；根据最优化原理，通过建立数学模型计算机优化运算，得到了Sn-Bi-Sb-Ag-Cu-Re系优化钎料.试验结果表明，Sn-Bi-Sb-Ag-Cu-Re系优化钎料的熔化温度和润湿性均比较好.     

合金元素对Cu—P合金高温性能的影响

用Ｇｌｅｅｂｌｅ １５００高温拉伸试验机研究了添加元素Ａｇ，Ｓｂ，Ｓｎ对Ｃｕ－Ｐ合金高温性能的影响。研究结果表，Ａｇ能显著提高Ｃｕ－Ｐ合金在室温下的综合性能，Ｓｂ和Ｓｎ能显著提高Ｃｕ－Ｐ合金在１５０￣２８０℃时的强度，其中的Ｓｎ强化效果最好。但当含Ｓｎ〉５％时，会使Ｃｕ－６．５Ｐ合金的室温脆性增大。     

钎焊氮化硅陶瓷的Cu基钎料的研究进展

陶瓷连接技术是结构陶瓷实用化的有效手段,焊料成分对连接体的性能具有决定性作用。文章主要从焊料成分的角度,重点总结了钎焊Si3N4陶瓷的Cu基钎焊材料的发展现状。     

磁场强度对Sn-9Zn钎料合金组织性能影响

运用X射线衍射仪、Leica显微镜、显微硬度计等仪器设备,研究不同磁场强度作用对Sn-9Zn钎料 合金组织性能影响。研究结果表明,外加磁场作用可促进Sn-9Zn钎料合金显微组织细化,但并不改变钎料合金的 物相,钎料合金的润湿性能随磁场强度增强而增加,同时Sn-9Zn钎料合金的显微硬度也随着磁场强度增强而增 大,其中磁场强度为0.5T时,Sn-9Zn钎料的显微硬度为22.9MPa,与未加磁场相比,钎料显微硬度提高13.2%。     

金属间化合物对Sn-Ag-Cu无铅钎料钎焊接头性能的影响

采用扫描电镜、能谱分析、透射电镜、X射线衍射和电子衍射等分析手段,研究了Cu含量对Sn-Ag-Cu/Cu钎焊接头界面处生成的金属间化合物Cu6Sn5的生长形态对接头剪切强度的影响。结果表明:在Sn-Ag-Cu钎焊接头的界面处有扇贝状的Cu6Sn5金属间化合物的生成,调整Cu含量,可改变Cu6Sn5的形状和避免大柱状的Cu6Sn5生成,提高接头剪切强度,钎焊接头的断裂主要是韧性断裂。时效试验结果表明:当时效温度为室温、时间为1000 h时,Cu含量高的Sn-Ag-Cu钎料所生成Cu6Sn5的形态变化为长的空心截面六边形柱体,由于Cu6Sn5所形成的空心孔洞导致Sn-Ag-Cu/Cu界面成为强度弱区,从而使接头的剪切强度有所下降。     

Sn-4.8Bi-0.7Cu无铅焊料的压入蠕变行为

研究了Sn-4.8Bi-0.7Cu无铅焊料在温度为40~115℃,应力为10~25MPa条件下的压入蠕变性能,获得了稳态蠕变的本构方程,分析了蠕变前后的显微组织变化,探讨了其蠕变机制。结果表明:Sn-4.8Bi-0.7Cu无铅焊料蠕变中的应力指数n为3.0,蠕变激活能Q为45kJ/mol,材料结构常数A为6.3×10-9,稳态蠕变本构方程为:ε'=6.3×10-9σ3.0exp(-4.5×104/RT)。焊料合金的蠕变量随着温度的升高和应力的增加而加快增大。蠕变前焊料显微组织中有亮块状Bi相、短片状Cu6Sn5金属间化合物;蠕变后Bi相重新固溶到Sn基体,Cu6Sn5金属间化合物弥散分布于基体中,提高了焊料的抗蠕变性能。     

合金元素对低锡钎料拉伸—剥离性能的影响

研究了合金元素对低锡钎料拉伸－剥离性能的影响，实验结果表明，加入０．５％的Ｓｂ能显提高其开裂强度，ＲＥ在本实验成份范围内均能明显提高其开裂强度，其次为Ａｇ，ＢＩ ＲＥ亦能提高接头的扩展强度，其次为Ａｇ，Ｓｂ，Ｃｄ。