无铅制程导入面临问题及解决方案

无铅化是国际电子整机业发展的必然趋势,无铅制程的导入给企业带来新的挑战与机遇。针对无铅化电子组装带来的问题给出了相应的解决方案,其中包括无铅化生产实施步骤、物料与设备的选择、工艺的制定、有毒有害物质的检测及运行成本等。     

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.     

表面封装用无铅软钎料的接头强度及熔点范围的研究

研究了Bi的添加量,对电子表面封装(SMT)用Sn-Ag近共晶无铅软钎料钎焊接头抗拉强度和熔点及熔点范围的影响。随着Bi含量的增加,钎焊接头抗拉强度也随着增加,同时钎料的液固相线温度均降低。当Bi的含量达到5%时,抗拉强度增加快;Bi的添加量大于5%时,抗拉强度上升缓慢。在Bi的含量增加时,熔点温度范围也逐渐变宽,使得凝固时间变长,这对于表面组装中的电子元件与器件的焊接是非常不利的。故在Sn-Ag近共晶无铅软钎料中Bi的添加量,应加以适当的控制。     

波峰焊及再流焊无铅焊点组织演变规律的研究

以电子封装线上的波峰焊无铅焊点Sn-0.7Cu/Cu、回流焊无铅焊点Sn-3Ag-0.5Cu/Cu为对象,研究了150 ℃时效过程中无铅焊点处金属间化合物(IMC)、焊料合金组织的演化规律及界面处金属间化合物生长的动力学.试验结果表明:两种无铅焊点处IMC层的厚度随着时效时间的延长而增加,IMC层的生长基本上符合抛物线规律,因此IMC层的长大受元素扩散控制;且两种无铅焊点处IMC层的生长速率常数相近,但Sn-0.7Cu焊料中Sn的晶粒尺寸较Sn-3Ag-0.5Cu中的大;长期时效后,在试样的IMC层内发现有孔洞产生.     

基于微电子互连应用的无铅高频感应加热重熔技术研究

本文讨论了一种新的高密度微电子面阵封装与组装互连的重熔方法,高频感应加热重熔技术。通过感应加热使得无铅钎料熔化并在焊盘上润湿形成成型良好的的钎料凸台和互连焊点。采用该方法钎料凸台可以在较大的工艺范围内成型,并且可以较容易地实现对钎料凸台和互连焊点的高度控制。通过红外温度测量证明了在合适的工艺区间内树脂基板的温度远低于焊点。实验证明该方法具有局部发热、较高的加热／冷却速率和易于控制焊点形态等特点。     

合金元素对Sn-Zn基无铅钎料高温抗氧化性的影响

研究了不同微量合金元素对Sn-Zn基无铅钎料高温抗氧化性的影响。钎料在液态下的表面颜色变化以及热重分析表明,Al、Cr能明显改善Sn-Zn基钎料的抗氧化性能。通过俄歇能谱深度剖析和X射线衍射分析探讨了合金元素的抗氧化机理:Al和Cr在钎料表面或亚表面富集,形成阻挡层,抑制了钎料的氧化。比较了合金元素对Sn-Zn基钎料润湿性能的影响,结果表明Al的加入不利于钎料的铺展。通过实验得出结论:Cr是一种比Al更具有吸引力的Sn-Zn基钎料的高温抗氧化合金元素。     

稀土元素对无铅钎料微观结构及性能的影响

添加适量的稀土元素可以有效提高无铅钎料(如SnAgCu,SnZn)的性能,尤其是添加稀土的SnAgCu钎料的蠕变断裂寿命是未添加时的7倍.针对添加微量稀土元素对无铅钎料润湿性、力学性能、蠕变性能以及电迁移行为的影响,特别是对钎料微观结构的变化规律进行了综述,并指出了新型钎料的应用及发展前景.     

Sn-Zn-Bi-X(Ag,Cu)系钎料的断裂韧性研究

通过对两种具有代表性的无铅软钎料断口的分析,介绍了Sn-Zn-Bi-X(Ag,Cu)系钎料合金的断裂韧性的初步研究结果,发现Bi固溶于钎料基体导致了钎料合金脆性的增加,随着Bi含量的增加,脆性随之增大。同时发现,钎料的冷却方式对钎料的脆性倾向有较大的影响。     

银含量对无铅钎料接头抗跌落性能的影响

为了改善SnAgCu系无铅钎料焊点的抗跌落性能,采用实验方法研究了SnAgCu钎料中银含量对焊点抗跌落性能的影响,并对实验结果进行了统计分析。结果表明,随着银含量的降低,在显著度为99%的条件下,钎焊接头的抗跌落性能显著提高。钎焊接头中存在缺口时,跌落次数明显下降。接头的破坏主要发生在钎料与铜基体之间的界面层上,破坏断口具有脆性断裂特征;界面层随着银含量的减小而逐渐减薄,这是导致钎焊接头抗跌落性能提高的主要原因。     

内生无铅复合钎料在不同工艺条件下的制备及性能研究

通过采用不同工艺的内生法在Sn-3.5Ag共晶钎料基体中引入弥散分布的Cu6Sn5颗粒,制得了内生无铅复合钎料。研究了不同工艺条件对该钎料力学性能及电迁移行为的影响。结果表明,在冷却速度(0.1℃/s)较慢时制备的钎料,其内生Cu6Sn5颗粒细小,分布最均匀,且团聚程度较轻,另外,其钎焊接头力学性能最好;通5 A电流384 h后,其正负极金属间化合物层厚度的差异保持在约1.2μm,说明Cu6Sn5颗粒的引入提高了钎料的抗电迁移性能。     

IEC/TC91电子装联及其相关无铅标准

对TC91成立的过程及所开展的工作做了简要介绍,详细概述了TC91环保及无铅方面已制定和正在制定的相关无铅标准,以及我国对口的技术委员会相关工作的进展.     

石墨烯基电子学研究进展(续)

4 石墨烯的应用尽管纳米管具有许多独特的优点,但石墨烯与其相比具有无可比拟的优势,如在制作复杂电路时若采用纳米管,则必须经过仔细筛选和定位,目前还没有开发出有效的方法,而采用石墨烯工艺较为简单和容易得多;石墨烯平面型材料与传统的半导体器件CMOS等的平面化工艺兼容性较好.     

无铅焊接技术概述

传统焊接技术使用锡铅焊料,对环境造成严重伤害。文章从环保角度出发,阐述了电子制造业中应用无铅焊料的必然性,并介绍了无铅焊接技术近几年的发展,结合目前的研究现状分析了无铅焊接技术应用在电子行业上需要考虑的因素以及存在的问题。     

无铅回流焊工艺及设备

主要讨论适应无铅回流焊的工艺及设备,推荐了两种适合于无铅制造的温度曲线(渐升式和梯形),并介绍了无铅回流炉的主要改进:增加温区数量;采用红外辐射与强制对流的加热方式;具有惰性气体环境;助焊剂收集系统;可控制的冷却系统及防止PCB变形的支撑条.最后介绍了可用于监控无铅回流过程的实时热管理系统.     

超宽禁带半导体金刚石功率电子学研究的新进展(续)

3功率晶体管与逻辑电路金刚石晶体管在功率电子学和微波电子学两大领域均有进展。在功率电子学领域向高击穿电压、高击穿场强、高温工作、低导通电阻、高开关速率和常关器件的方向发展。金刚石晶体管以各类FET为主,包括金属半导体场效应晶体管(MESFET)、MOSFET和JFET等,其沟道有两种:金刚石氢终端表面二维空穴气和p型掺杂层。