低银无铅焊料润湿及可靠性能研究

利用润湿测量法研究了低银无铅焊料SAC0307、SAC0507和SAC0807的润湿性能,发现上述低银焊料润湿性能几乎相同.通过波峰焊接实验鉴定了其溶解铜焊盘性能,发现所做短时间溶铜实验中上述低银焊料的低银焊料的溶铜速度几乎相同.温度循环实验后检测了金属间化合物生长及裂纹发生情况,确定低银无铅焊料SAC0807裂纹萌生率最低.所作实验研究中皆采用共晶锡银焊料SAC305作为参照焊料.     

纳米颗粒增强无铅复合焊料的研究现状

熔化温度、润湿性及长期使用过程中的可靠性决定了无铅焊料的应用范围.通过添加适量纳米颗粒可显著提高无铅焊料的性能,特别是添加适量纳米Ag颗粒后SnCu焊料蠕变断裂寿命是未添加时的13倍.介绍了添加纳米颗粒对无铅焊料的物理化学性能的影响;探讨了纳米颗粒增强无铅复合焊料微观结构和力学性能;展望了纳米颗粒增强手段对焊料应用的前...     

碳纳米管对Ni60激光熔覆层的耐蚀性影响

利用自动送粉激光熔覆技术,在A3钢表面进行了Ni60合金添加碳纳米管的激光熔覆实验,采用静态浸泡法对相同工艺条件下获得的纯Ni60熔覆层和碳纳米管/镍基熔覆层的耐腐蚀性进行研究,在光学显微镜下观察样品表面腐蚀形貌,并对碳纳米管/镍基熔覆层的腐蚀机理进行了分析.结果表明:当碳纳米管的含量为0.3 wt%时,碳纳米管/镍基激光熔覆层的耐腐蚀性能最好,与纯Ni60激光熔覆层相比,耐腐蚀性提高1倍多.碳纳米管/镍基激光熔覆层耐腐蚀的原因在于熔覆层保留的碳纳米管使熔覆层更加致密,隔离了腐蚀介质,促进了镍基合金的钝化,从而提高了熔覆层的耐蚀性;同时,熔覆层中保留下来的碳纳米管和被分解的碳纳米管与金属基体形成碳化物,作为增强相均匀弥散在熔覆层中,它们的存在阻止了腐蚀坑的长大,因而蚀坑较小,耐腐蚀性得到提高.     

稀土元素对Sn-Ag-Cu基低银钎料接头可靠性的影响

传统含银无铅焊料已经被证明是最有潜力替代Sn-Pb合金的焊料并被广泛应用.可观的Ag含量也意味着焊料成本增加.因此,低银合金的研发开始受到科研机构和工业界广泛关注.但是低银产品的服役性能都低于主流的SAC系合金.采用引入微量元素Ce的方法提高接头可靠性.结果表明,Ce元素的添加提高了钎料的可焊性、抗拉强度以及热循环下的服役性能.此外,稀土元素的添加并未引发Sn晶须的生长.     

镍/碳纳米管复合薄膜的制备及其性能的研究

结合电泳沉积碳纳米管和电镀金属镍的方法,在导电基片上成功制备了镍/碳纳米管复合薄膜.观察了薄膜的形貌和成份,测试了所制备的镍/碳纳米管复合薄膜的表面电阻和场发射特性,并与传统的电泳方法制备的碳纳米管薄膜进行了比较.实验结果表明,镍/碳纳米管复合薄膜表面碳纳米管大范围排布有序、密度可控;与传统电泳方法制备得到的碳纳米管薄膜相比,镍-碳纳米管复合薄膜具有更小的表面电阻和更好的场发射性能.镍层在薄膜中起到了固定碳纳米管、改善碳纳米管与基底以及碳纳米管与碳纳米管之间电接触的作用;由于镍在薄膜中含量较少(小于10%),薄膜整体仍体现出碳纳米管的优异性能.     

锡铜无铅焊料在电路板组装中的应用

在无铅组装工艺中,大多数电路板组装厂优先采用低成本焊料合金。没有添加剂的锡铜无铅焊料本身存在局限性,可是添加某种成份后,就能克服锡铜焊料通常所遇到的不足之处。文章分析了几种锡铜焊料相对于SAC焊料的特点,并叙述了它们在波峰焊和手工焊接工艺中的应用情况。     

Ni对Sn-0.7Cu焊料微观组织和力学性能的影响

研究了添加微量Ni元素对Sn-0.7Cu焊料的力学性能、微观组织和断裂特性的影响.结果表明,微量的Ni可已细化焊料合金的微观组织,显著提高焊料的塑性,从而提高焊料的综合力学性能;但Ni含量太高,焊料的塑性反而受到弱化,合适的Ni添加量为0.133%,此时焊料的拉伸强度为35.7 MPa,延伸率为50%.     

强热爆板与承垫坑裂的不同

一、无铅强热与爆板 无铅化以来一般人的口头禅，总是说无铅焊料的熔点较高，因而会造成板材与零组件较多的伤害，这种似是而非的欧巴桑式说法其实只对了一半。由于无铅焊料（例如SAC305式锡膏）的焊锡性较差，再加上表面张力又较大（亦即内聚力较大，约比63／37者大了20％），     

微小互连高度对倒装芯片组装焊点显微组织及力学性能的影响

研究了不同互连高度的Cu/SAC305/Cu焊点的显微组织变化及力学性能。结果表明,随互连高度降低,焊点两侧IMC层的厚度降低,而相应的IMC占焊点的比例却逐渐增高;此外,当互连高度降低,焊料层应变速率及焊点结构系数d/δ均增大,两者共同提高了微焊点的抗拉强度。当焊点互连高度为100,50,20μm时,焊点断口特征均为韧性断裂,而当焊点互连高度为10μm时,其断口特征为脆性断裂。     

热老化条件下SAC305焊点的界面反应

研究对比了BGA/SAC305/Cu双界面焊点和SAC305/Cu单界面焊点在150℃条件下经过不同时间的等温时效后界面化合物的形态,并对BGA/SAC305/Cu和SAC305/Cu焊点内部组织进行了观察。试验结果表明：随着时效时间的增加,焊点界面化合物的厚度逐渐增加,表面趋于平坦,且SAC305/Cu单界面焊点出现...     

新型低银钎料SAC0307X的研究

研究了一种新型低银无铅钎料SAC0307X的合金组织结构、熔化特性、力学性能、润湿性、熔铜性和抗氧化特性,并与SAC0307和SAC305进行了对比,结果显示SAC0307X抗拉强度55 MPa,延伸率48%,与SAC305相当;熔点为212.4~227.5℃,固相线相比SAC0307有所下降;最大润湿力0.54 m N,润湿时间0.79 s,均优于SAC305;另外在熔铜率、抗氧化性等方面均优于钎料SAC305。     

Cu6Sn5纳米颗粒对SAC3005/Cu焊点形貌和性能的影响

研究了添加Cu₆Sn₅纳米颗粒对SAC3005焊料焊点金属间化合物的形貌和性能的影响。采用湿化学法制备Cu₆Sn₅纳米颗粒,将Cu₆Sn₅纳米颗粒添加到SAC3005焊料中,经回流焊后,制备SAC3005-xCu₆Sn₅(x=0%,0.12%,0.18%,质量分数)复合焊点。采用金相显微镜对焊点的横断面进行观察,对焊点的横断面金属间化合物(IMCs)进行测量。采用ANSYS有限元软件对界面IMCs模型进行模拟,分析印刷电路板(PCB板)焊点失效机理。结果表明：添加Cu₆Sn₅纳米颗粒改性SAC3005/Cu焊点后的IMCs层厚度变薄。Cu₆Sn₅纳米颗粒的加入抑制了回流焊接过程中IMCs的生长,提高了焊点的可靠性。Cu₆Sn₅纳米颗粒的添加阻碍了Sn原子和Cu原子在界面处的扩散,抑制...     

瑞萨发布LFPAK-Ⅰ上表面散热型封装

日前瑞萨科技公司宣布开发出LFPAK-Ⅰ(无损耗封装-倒装型)上表面散热型封装,作为新的功率MOSFET封装形式,它通过使用顶面安装热沉大大提高了散热特性,通过使用上表面散热结构提高了电流能力。作为初始阶段产品,现在正发布3种服务器DC-DC电源稳压器(VR)功率MOSFET:HAT2165N、HAT2166N和HAT2168N,从2004年7月在日本开始样品发货。这种新封装的特性如下: ◆与瑞萨科技以前的封装相比,安装散热热阻值减小了40％,电流容量大约提高了30％。 LFPAK-Ⅰ使用一种管芯散热管座暴露在封装上表面的结构,与瑞萨科技目前通过印刷线路板     

基于扭转载荷的微尺度CSP焊点应力应变分析与优化

建立了微尺度芯片尺寸封装焊点有限元分析模型并对其进行扭转应力应变仿真分析与实验验证.分析了焊点材料、焊点直径、焊盘直径和焊点高度对焊点扭转应力应变的影响;以焊点材料、焊点直径、焊盘直径和焊点高度为设计变量,采用响应面法设计了29组不同水平组合的焊点模型并获取了相应焊点扭转应力,建立了焊点扭转应力与焊点结构参数的回归方程,结合遗传算法对焊点结构参数进行了优化.结果表明：焊点材料为SAC305时扭转应力应变最大,焊点最大扭转应力应变随焊点直径和焊盘直径增加而减小、随焊点高度增大而增大;最优焊点结构参数水平组合为：焊点材料SAC305、焊点直径0.22mm、焊盘直径0.14mm和焊点高度0.14mm;仿真验证表明最优焊点最大扭转应力下降了3.7MPa.     

微陀螺仪的真空回流封装工艺研究

利用热传导理论,对微陀螺仪在真空回流炉中的封装过程进行了数值模拟,得到了当焊料熔化时,加热台台面与微陀螺仪的焊料层的温度梯度值约为30℃,然后根据数值计算结果设计,并在自行研制的真空回流封装炉进行了微陀螺仪封装实验。通过对实验结果进行分析,获得了微陀螺仪在真空回流炉中封装的最佳工艺参数,即在微陀螺仪上施加0.7 N的正压力,加热台按照设定曲线加热到350℃,保持恒温时间5 min,使焊料达到最佳熔化状态。研究结果对微陀螺仪真空封装时工艺参数的优化以及提高采用金锡焊料封装的可靠性和耐久性具有指导意义。     

开发高性能的无铅波峰焊料合金

无铅波峰焊已经发展为两个主要的合金体系:SnAgCu锡/银/铜体系通常含银量达3至4%和基于SnCu锡铜共晶体系。如果按照用户的价值方程式来衡量,二者都存在固有的缺陷。含银3%至4%的SnAgCu体系可提供良好的可靠性和工艺良率,但原材料的成本昂贵。作为替代品的SnCu共晶体系及其改性合金SnCuNi的原材料成本较低,但其工艺良率和焊接可靠性存在问题。为了克服现有焊料体系的缺点,确信电子开发出新型焊料合金SACX0307。研究SAC305、Sn99.3Cu0.7、改性Sn99.3Cu0.7SnCuNi和SACX0307四种合金系的测试结果,评估无铅焊接工艺的4个主要特性:工艺良率、铜浸出率、浮渣形成和热机械可靠性。波峰焊实验使用了测试电路板专门设计较复杂,以区分不同加工条件下的差异、三种助焊剂包括水基和醇基配方和两种电路板表面处理铜OSP和浸银处理。测试表明,SACX0307填补了SAC305合金与SnCu共晶合金系列之间的空白,就波峰焊的四个主要特性而言,其性能优于Sn99.3Cu0.7和SnCuNiSn99.3Cu0.7,而原材料成本低于SAC305。     

粘结材料对CTBGA封装组件热循环可靠性的影响

对使用了8种粘结材料的12 mm SAC305薄型球形栅格阵列(CTBGA)封装组件进行了热循环测试。结果显示,所有的粘结材料都降低了组件的热循环可靠性。具有较低线(热)膨胀系数,较高玻璃转化温度和储能模量的粘结材料可使组件热疲劳寿命相对更长,如使用了材料E(a11=48×10-6/℃;a12=184×10-6/℃;θ...     

无铅焊料在电子组装与封装中的应用

随着人们对环境的日益重视和电子封装组装技术的发展,合金焊料的无铅化和质量的要求也越来越高,开发无铅、无毒焊料成为焊料开发的重要方向.介绍了无铅焊料的应用现状及无铅的使用要求,并论述了几种无铅焊料Sn-Ag、Sn-Zn、Sn-Bi系的特点,以及添加其它元素对它们综合性能的影响.     

晶圆级封装中的SnPb焊料凸点制作工艺

以晶圆级封装工艺技术(WLP)研究为基础,阐述了电化学淀积SnPb焊料凸点的工艺控制过程。采用电化学淀积方法,制备出150μm高(均匀性为±10μm)的SnPb焊料凸点。经扫描电镜分析,SnPb焊料凸点的成份含量(63/37)控制在5%范围之内。     

Sn95Sb5焊料与ENIG/ENEPIG镀层焊点界面可靠性研究

研究了Sn95Sb5焊料在化学镍金(ENIG)镀层、化学镍钯浸金(ENEPIG)镀层表面形成的焊点界面微观组织形貌与剪切强度。使用Sn95Sb5焊料在FR4印制板上焊接0805片式电容,焊点在高温时效测试和温度循环过程中均表现出较高的剪切强度,焊点界面连续且完整,剪切强度下降的最大幅度不超过19.2%。Sn95Sb5焊料在ENIG镀层表面形成的焊点(Sn95Sb5/ENIG焊点)强度更高。Sn95Sb5焊料在ENEPIG镀层表面形成的焊点(Sn95Sb5/ENEPIG焊点)界面反应更为复杂,在焊点界面附近可观察到条块状的(Pd,Ni,Au) Sn₄。Sn95Sb5/ENEPIG焊点界面的金属间化合物层平均厚度约为Sn95Sb5/ENIG焊点界面的2倍。