核电厂DCS安全级设备中板卡无铅焊接可靠性研究

据了解目前国内核电厂数字化仪控设备中板卡的焊接多为有铅工艺,受到RoHS环保要求影响,大量的工业级电子元器件焊接端已无铅化,导致板卡的焊接使用有铅焊料焊接无铅元器件。因为两种合金材质的不同,所以工艺参数的范围不同。为了平衡这些差异使得工艺窗口变窄、工艺参数控制难度提高,使用无铅焊料焊接无铅元器件,提高焊料合金匹配度,拓宽工艺窗口,保证工艺稳定性是当前产品生产制造方面较为重要的需求。为了研究无铅焊接焊点的可靠性,通过对无铅焊接焊点质量、可靠性维度进行试验,依据试验数据评价无铅焊接焊点的可靠性,总结试验过程,形成一套无铅焊接焊点可靠性的验证方法。     

电子封装焊点可靠性及寿命预测方法

高功率、高密度、小型化是现代电子封装结构的基本特征，软焊料是电子封装中应用最广的连接材料，一个焊点的破坏往往导致整个封装结构的失效。软钎料的无铅化是目前发展的重要趋势。针对目前所开发的无铅焊料，文中介绍电子封装结构中焊点的破坏行为和焊点寿命预测的基本方法。     

手工焊接中焊点工艺及质量控制

针对当前批量电子产品生产虽然逐步迈向微型化以及小型化方向,但在电子产品设备调试以及维修过程中依然需要应用手工焊接技术,焊接技术水平对于产品调试与维修效果有着直接影响。通过分析可靠焊点的形成要素,探讨常见焊点缺陷的原因,并提出相应的质量控制策略。     

电子产品用无铅焊料的研究现状和趋势

介绍了电子产品用无铅焊料发展的背景,分析了无铅焊料研究必须解决的若干重要问题,重点介绍了对具有应用价值的锡银系和锡锌系无铅焊料的研究现状和发展趋势,并归纳出解决锡锌系无铅焊料润湿性的方法。     

80Au-20Sn钎料焊点可靠性研究现状与展望

共晶80Au-20Sn钎料在大功率电子及光电子器件封装中作为密封和芯片焊接材料特别具有吸引力,在这些应用中焊点的可靠性对于满足设备长期稳定运行至关重要。简要回顾了钎料焊点可靠性提出的背景,介绍了焊点可靠性的评价方法及当前不同工艺对80Au-20Sn钎料焊点的影响;指出今后其可靠性研究重点主要集中在复杂服役条件下焊接工艺优化、焊点可靠性测试方法、焊点寿命预测模型以及焊点本构模型等方面。     

无铅回流焊技术探讨

随着无铅电子产品逐步推向市场,为了能够制造可靠的无铅系统和设备,无铅回流焊技术需要不断探讨与改进。介绍了目前无铅回流焊中所用焊料,分析了无铅制程引发的问题及其温度曲线,探讨了无铅回流焊温度曲线设置方法与依据。     

微波组件软钎焊中的阻焊工艺研究

随着软钎焊工艺在微波组件制造中的广泛应用,为了满足高密度产品高标准多样化的焊接质量需求,对液态焊料流淌的控制成为一项现实的工艺难题,可以利用相应的阻焊技术来实现。针对生产过程中出现的问题,分析微波组件软钎焊中对于阻焊的特殊要求,指出现有常规阻焊胶应用面临的诸多问题,通过对比试验引进一种改进型阻焊胶,能有效保护产品非焊接区域,与无铅焊接工艺兼容性好,工艺操作简单高效,起到了良好的效果,满足了高可靠微波组件的要求。     

有铅与无铅元器件混装焊接工艺方法

随着电子行业无铅化的迅速发展,部分器件生产厂商将有铅生产线改造成了无铅生产线,市场上无铅元器件迅速取代有铅元器件,由于有铅元器件和无铅元器件有着不同的焊接工艺,特别是BGA封装器件,因此需改变传统的生产工艺,以满足有铅元器件和无铅元器件混装的焊接工艺要求,通过分析,总结出有铅、无铅焊接工艺的本质区别。选择合适的焊料并调试既能满足有铅器件焊接又能兼顾无铅器件焊接的温度曲线,并通过高、低温和振动实验对混装焊接的产品质量进行验证,验证结果满足要求。     

电子产品无铅烙铁钎焊工艺分析

分析了电子产品无铅烙铁钎焊的工艺。详细介绍了为满足无铅钎焊的要求如何选择钎焊方法、无铅钎料、焊剂、烙铁、PCB和元器件。同时分析了决定无铅钎焊参数的N素,确定了无铅烙铁钎焊工艺参数。为电子产品实现无铅化钎焊提供了有益借鉴。     

含铋焊料的板级可靠性研究

为确认某型含铋焊料球CBGA的可靠性,并依据焊料特性制定合适的焊接工艺,文章通过对印制板焊点的检查、测试,对比了锡铅焊料、含铋焊料(Sn46Pb46Bi8)的剪切力、合金元素分布、IMC层状态,观察了老化试验前后含铋焊料焊点剪切力、合金元素分布、IMC层状态的变化。研究表明含铋焊料各方面性能与锡铅焊料相当,老化试验后焊点性能未发生严重衰减。文章最后依据Sn46Pb46Bi8焊料特性,修改了CBGA焊盘设计、优化了焊接工艺。     

电子电路中焊点的热疲劳裂纹扩展规律

采用试验方法研究表面贴装结构焊点在热疲劳过程中的疲劳裂纹扩展规律。试验研究中选用两种不同尺寸的焊盘及两种不同的钎料(包括传统的锡铅钎料和锡银铜无铅钎料SAC305),通过观测焊点截面上的裂纹萌生及扩展过程来研究焊点中的热疲劳裂纹扩展规律。研究结果表明,在热疲劳过程中,焊点经历热疲劳裂纹萌生和扩展的两个不同阶段,其中裂纹萌生所占的时间比例较小。在热疲劳后期,裂纹贯穿整个焊点从而造成焊点结构失效。研究发现,焊点结构失效过程中存在着两种不同的裂纹扩展模式,并且锡铅钎料焊点和SAC305无铅钎料焊点的裂纹扩展规律表现出明显的差异。另外研究还发现,当焊盘尺寸较小时,焊点的抗热疲劳性能相对较差;SAC305无铅钎料焊点的抗热疲劳性能优于传统锡铅钎料焊点。     

极端温度环境Sn基焊点本构方程的研究进展

焊点在深空探测器的电子系统中承担机械支撑、电气连接和信号通道的作用,电子系统的失效也多由互连焊点的失效引起,这与钎料在不同温度载荷下力学行为和微观组织的变化有着重要的联系。目前焊点主要以Sn基钎料为主,且在-55～150℃温度范围内根据其力学性能构建黏塑性方程,如Anand、Garofalo-Arrheninus、Norton、Wiese模型等。但对小于-55℃温度环境下的钎料本构方程研究较少。通过对-55～150℃温度范围内现有的力学本构模型进行了综述,阐述在不同温度下力学性能和微观组织对焊点可靠性的影响,总结了目前面临的问题和挑战,最后对小于-55℃下Sn基钎料和焊点的力学本构模型研究进行了初步探索及展望。     

SMT软钎焊接头热循环力学行为研究

应用粘背景性理论分析研究了SMT软钎焊接头热循环力学行为,并用热膨胀模拟加载试样进行了试验验证。研究结果表明：SMT软钎焊接头在热循环过程中的应力由全部热循环的温度历史决定,时间效应（变温速率、保温时间等）对软钎焊接头在热循环中的力学行为具有显著影响。随热循环温度升高和保温时间延长,钎焊接头内将发生显著的应力松弛。     

军用有铅无铅元器件混装技术及可靠性分析

<正>电子产品衍生的大量废料会对环境造成非常严重的破坏,欧盟与中国已先后颁布法令,推广绿色制造。然而由于种种原因,电装行业经常会遇到同一印制板上既有有铅元器件、又有无铅元器件(特别是进口元器件)的情况,给焊接带来很多困难,如按有铅焊接温度进行焊接,无铅元器件就会产生虚焊;如按无铅元器件焊接温度进行焊接,过高的温度会损伤有铅元器件,影响产品可靠性。1有铅工艺焊接无铅元器件可靠性问题分析1.1无铅元器件的镀层分析     

金属间化合物对SnAgCu/Cu界面破坏行为的影响

无铅焊接与封装是对新一代电子产品的基本要求,SnAgCu系合金是最有可能替代SnPb焊料的无铅焊料。SnAgCu—Cu界面金属间化合物（intermetallic components,IMC）的形成与生长对电了产品的性能和可靠性有重要影响。文中讨论SnAgCu—Cu界面IMC的形貌及绀织演变,介绍SnAgCu—Cu界面IMC的形成、生长机理和表征办法,分析IMC对SnAgCu—Cu界面破坏行为的影响。     

钎焊工艺对Au-Sn/Ni焊点组织及力学性能的影响*

通过回流焊技术制备Au-Sn/Ni焊点,通过扫描电子显微镜和能谱检测分析钎焊接头的微观组织及其相组成,利用疲劳试验机对焊点的剪切强度进行检测,研究不同钎焊工艺对Au-Sn/Ni焊点组织和力学性能的影响。结果表明,在310 ℃钎焊1 min的Au-Sn/Ni焊点经过水冷或空冷后,焊料内部均形成镶嵌有离散分布的(Ni,Au)₃Sn₂相的(Au₅Sn+AuSn)共晶组织,焊料/Ni界面处形成(Ni,Au)₃Sn₂金属间化合物(intermetallic compound,IMC)层;钎焊后炉冷的焊点,由于冷却速度过慢,导致焊料中Ni质量分数增大,(Ni,Au)₃Sn₂相异常长大消耗共晶组织中的(Au,Ni)Sn相,焊料共晶组织消失。随着钎焊时间的延长,基板中的Ni原子不断往焊料扩散,界面处的IMC层厚度均有不同程度的增加。随钎焊时间延长焊点的剪切强度逐渐下降,而剪切断裂模式为脆性断裂,发生在焊料与金属间化合物层的界面处。Au-Sn/Ni焊点在310 ℃下钎焊1 min,并采用水冷方式时得到的力学性能最佳。     

基于润湿识别的SMT激光软钎焊焊点质量控制研究

采用高速摄影试验方法研究表面组装激光软钎焊焊点动态形成过程及焊点红外辐射信号与焊点形成过程的关系,发现钎料的润湿过程造成红处辐射信号及其动态微分信号的突变,提出基于润湿识别的焊点质量控制方法及算法。结果表明,该控制算法能保证形成良好的激光软钎焊焊点并严格避免烧毁。根据信号的特征还可以识别出多种工艺缺陷并可进行预测控制。     

电子产品无铅化的对策探讨

通过揭示含铅电子产品对环境的污染和破坏,阐述电子绿色产品对我国电子工业发展的重要性和紧迫性,提出从制造电子产品的工艺过程用采用无铅焊料及电子元件无铅化的过程等措施来防止电子产品的污染,实现无公害的电子产品的生产.     

锡铅焊料的挤压工艺研究及其数值模拟

目前，国内挤压技术的研究和生产应用主要是钢铁、铝、铜等高熔点金属，而塑性好、硬度小、熔点低（183℃）的软钎焊料的挤压技术大多用于焊锡丝的生产，而软钎焊条的挤压生产应用及研究则较少。且产品大多存在表面质量差、成分偏析大、内在质量不过关、后续处理工艺落后、自动化程度低及成本高等问题。而采用分流挤压技术对软钎焊料挤压时，金属流动较复杂，研究金属流动变形行为也更为困难。     

稀土元素对SnAgCu焊点内部组织的影响机制

随着人们环保意识的逐渐增强,新型无铅钎料的研究成为电子工业中的研究热点,而稀土元素的添加可以显著改善钎料的性能,基于含稀土Ce无铅钎料的钎焊试验,采用扫描电镜和能谱仪研究稀土元素Ce对SnAgCu焊点内部组织的影响机制。结果表明,稀土元素在SnAgCu焊点内部以CeSn3的形式存在,且稀土相形态各异。采用化学亲和力来表征稀土元素Ce与Sn、Ag、Cu之间的内在联系,从理论上证明Ce的“亲Sn性”。采用乌尔夫原理研究稀土元素的吸附现象,解释稀土元素Ce对SnAgCu焊点内部金属间化合物的细化作用。由SnAgCuCe焊点组织分析,发现基体组织中颗粒尺寸大小排序为CeSn3>Cu6Sn5>Ag3Sn,从理论上证明纳米Ag3Sn颗粒在SnAgCuCe焊点强化中发挥着主要的作用。研究结果可以为新型无铅钎料的研究提供理论支撑。