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.     

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。     

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%。     

元素Ag 对Sn －9Zn 钎料组织及性能影响

通过实验研究了元素Ag对Sn-9Zn共晶钎料微观组织、熔点、显微硬度及抗腐蚀性的影响。结果表明,添加Ag元素后,能使Sn-9Zn合金组织和性能得到明显改善,其中Ag和Zn形成AgZn₃化合物,可以抑制粗大针状Zn相组织的生长,并呈放射状,对合金基体起到很好的弥散强化作用;熔点提高2 ℃;润湿性提高20%;显微硬度提高10.02%;腐蚀电位明显提高,抗腐蚀性能得到改善,接近于传统Sn-37Pb钎料。     

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.     

锡元素对Zn-10Al钎料合金组织及性能的影响

利用OM、XRD衍射仪、SEM及其自带的EDS能谱分析仪、万能试验机研究Sn元素添加量对Zn-10Al钎料合金显微组织、物理性能以及焊接性能的影响.结果表明:Sn元素能够细化Zn-Al钎料共析组织,降低钎料合金熔化温度,提高钎料合金铺展性能以及焊接接头的抗剪强度.添加Sn元素质量分数为12%时,钎料合金在铜板上铺展面积为122 mm2,焊接接头的抗剪强度为53 MPa.当Sn元素质量分数超过12.0%时,铜界面处金属间化合物迅速生长,铺展面积和剪切强度下降.     

Sn基钎料／Cu基板间反应润湿及界面结构研究现状

为了防止铅（Pb）对自然环境的污染,目前人们对Sn基无铅钎料及其相关性能作了大量研究．综述了通过改变添加的合金元素种类、温度和Cu基板上的金属镀层,Sn基钎料润湿力以及界面组织形态的变化,提出了在不同实验条件下Sn基钎料的反应润湿性能不同的观点．     

合金元素对铝基钎料组织和性能的影响

采用正交试验法设计低熔点Al-Si-Cu-Mg系钎料成分,通过金相、硬度、铺展及差热等方法,分析钎料的显微组织及性能。结果表明:钎料的组织主要由基体相α-Al、粒状相Mg2Si、骨骼状相Al2Cu(θ相),以及θ相和Mg2Si的复杂共晶组成;合金元素对显微硬度及熔化特性的影响由主到次的顺序为Cu、Si、Mg;受金属间化合物Al2Cu和Mg2Si以及初晶Si析出的影响,当Cu、Si含量达到一定值(10%Cu、7.5%Si)后,钎料铺展面积变化不大,试验配方中Al-7.5Si-20Cu-0.4Mg熔点529℃时,铺展面积大,综合性能良好。     

稀土Er对Al-Si-Cu钎料显微组织与性能的影响

为了研究微量稀土元素Er对Al-7Si-20Cu钎料合金性能的影响,进行了不同wEr对Al-7Si-20Cu合金熔化温度、润湿性能及力学性能的试验研究.结果表明,添加微量Er对Al-Si-Cu钎料合金的熔化温度无显著影响,但显著提高Al-Si-Cu钎料合金对被焊基体铝合金(LF21)的润湿能力,尤其是当wEr为0.05%~0.1%时最为显著.显微组织分析表明,随着wEr的增加,钎料显微组织细化,特别是针状共晶Si的长度逐渐减小.     

混合集成电路用Pb-Sn-Sb-Ag钎料的热疲劳

为了解决混合集成电路中环境温度变化引发的焊点可靠性问题,开发了具有高可靠性的新型钎料来满足微型化和高密度化的混合集成电路的焊接需要。对新研发的Pb-Sn-Sb-Ag四元合金钎料进行了DSC熔点测试,热电偶测试了回流焊的温度曲线,对焊点显微组织进行了相分析,并参照IPC-9701A测试方法进行了热循环实验,结果发现热循环前后钎料的显微组织和力学性能发生了明显的变化。研究表明：钎料合金液相点在245益;回流焊峰值温度为267益;显微组织中主要有Pb、Sb2 Sn3和Ag3 Sn三种相;热失配产生的剪切应力导致了微裂纹产生,温度交变使裂纹持续扩展,最终导致焊点出现了整体剥离的断裂失效模式;金属间化合物厚度和剪切强度呈现逐渐递减的近似线性关系;对比已应用的钎料,新研制的Pb-Sn-Sb-Ag钎料显微组织均匀,在-40~150益热循环条件下表现出高的可靠性。     

Effect of Ag and Ni on the melting point and solderability of SnSbCu solder alloys

To improve the properties of Sn10Sb8Cu solder alloy, two new solders(SnSbCuAg and SnSbCuNi)were formed by adding small amounts of Ag or Ni into the solder alloy. The results show that the melting point of the SnSbCuAg solder alloy decreases by 14.1℃ and the spreading area increases by 16.5% compared to the matrix solder.The melting point of the SnSbCuNi solder alloy decreases by 5.4℃ and the spreading area is slightly less than that of the matrix solder. Microstructure analysis shows that adding trace Ag makes the melting point decline due to the dispersed distribution of SnAg phase with low melting point. Adding trace Ni,Cu_6Sn_5 and (Cu,Ni)_6Sn_5 with polyhedron shape on the copper substrate can be easily seen in the SnSbCuNi solder alloy,which makes the viscosity of the melting solder increase and the spreading property of the solder decline.     

微电子封装中焊锡接点的界面应力奇异性

采用界面力学理论计算了不同形状的含铅/无铅焊锡接点界面应力奇异性指数,建立了焊锡接点的有限元模型,计算了线弹性、弹塑性和Johnson-cook材料模型的界面应力分布.结果表明:随着焊锡接点接触角的增加,界面应力奇异性增强;Sn37Pb/Cu界面比Sn3.5Ag/Cu和Sn3.0Ag0.5Cu/Cu界面的应力奇异性明显;弹塑性变形和应变率效应降低界面应力.     

Effect of adding Ce on interfacial reactions between Sn-3.0Ag-0.5Cu solder and Cu substrate

The formation and the growth of Cu-Sn intermetallic compound （IMC） layer at the interface between Sn-3.0Ag-0.5Cu-xCe solder and Cu substrate during soldering and aging were studied. The results show that Cu6Sn5 IMC is observed at the interface between solder and Cu substrate in all conditions. After aging for 120 h,the Cu3Sn IMC is then obtained. With increasing aging time,the scalloped Cu6Sn5 structure changes to a plate structure. The Cu3Sn film always forms with a relatively planar interface. By adding a small amount of the rare earth element Ce （only 0.1%,mass fraction） into the Sn-3.0Ag-0.5Cu solder alloy,the growth rate of the Cu-Sn IMC at the interface of solder alloy system is decreased. When the time exponent is approximately 0.5,the growth of the IMC layer is mainly controlled by a diffusion over the studied time range.     

无铅焊锡材料的动态力学性能

利用分离式霍普金森拉压杆技术分别对63Sn37Pb、96.5Sn3.5Ag以及96.5Sn3.0Ag0.5Cu在600、1200以及2200 s-1应变率下的拉伸和压缩动态力学性能进行了测量,得到了不同应变率下的应力应变曲线.结果表明:3种材料均具有明显的应变率效应,其中,96.5Sn3.5Ag对应变率较为敏感;在相同应变率下96.5Sn3.0Ag0.5Cu呈现出最大的屈服应力和抗拉强度.给出了2种无铅焊料抗拉强度、失效点应变与应变率之间的拟合关系.     

Preliminary Investigation of Copper Joints Soldered with Sn58Bi

In recent years, intensive studies have been carried out to find an alternative for Tin (Sn)-Lead (Pb) solder alloys with increasing demand over lower temperature solder alloys in current electronic packaging industry. High temperature operational solder alloys seem to produce drawback to other components on the printed circuit board (PCB). Low melting temperature Sn58Bi substrate as a potential replacement was investigated in this paper based on the melting properties, wettability, and shear strength. The Sn58Bi was soldered at a temperature below 200 ℃ on the Cu substrate, and the shear strength and contact angle were calculated. A peak temperature (melting temperature, TM) of 144.83 ℃ was identified. Single lap joint method was performed at a strain rate of 0.1 mm/min and an average shear strength of 23.4 MPa was found from three samples. The contact angle (wettability) was calculated to study the solder joint behaviour at reflow temperature of 170 ℃. The contact angle of the Sn58Bi was found to be 32.4 ° and considered to be desired value since the angle is less than 50 °. The low temperature soldering provides a preliminary result to allow further application on the real PCB.     

考虑损伤效应的无铅焊锡材料的率相关本构模型

考虑冲击过程中无铅焊锡材料试件中的损伤影响,根据实验数据确定了损伤演化参数,对原模型进行了修正,给出了Sn3.0Ag0.5Cu和Sn3.5Ag两种无铅焊锡材料考虑损伤效应的率相关本构模型.结果表明,修正后的模型与实验结果吻合较好.     

典型添加元素对Sn-Zn系钎料性能的影响

Sn-Zn钎料被认为是传统Sn-Pb共晶钎料的最佳替代合金之一,它以低廉的成本、较好的力学性能以及其共晶成分与Sn-37Pb钎料熔点相近等优点引起了人们的广泛关注,但其润湿性、抗氧化性、抗腐蚀性不够理想.阐述了Bi、A1、In、Ag、Cu及稀土元素(RE)等典型添加元素对Sn-Zn钎料各种性能的影响,以期为Sn-Zn钎...