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。     

电子封装中Au80Sn20焊料与镀层之间的相互作用及组织演变

电子元器件常通过镀层提高可焊性,主要包括Au、Ni、Cu、Au/Ni(Ti)、Au/Pt/Ti、Au/TiW等。Au80Sn20焊料是电子封装中的常用材料,文中总结了AuSn焊料与镀层之间的相互作用及组织演变。润湿性主要取决于AuSn焊料表面的氧化以及镀层在AuSn焊料中的溶解速度,Cu、Pt的原子结构与Au相似,以置换原子的形式溶解在AuSn焊料中,Ti与AuSn焊料之间的润湿性较差。AuSn焊料与镀层发生界面反应生成(Ni,Au)₃Sn₂、ζ-(Au,Cu)₅Sn、Au₅Sn、Ni₃Sn₄等金属间化合物（IMC）,IMC的形成和组织演变与焊点结构、工艺参数、服役条件等因素有关。     

先进电子封装中焊点可靠性的研究进展

在先进封装中器件小型化的趋势下,焊点所处的服役环境越加苛刻,这对焊点材料提出了更高的可靠性要求.为保证微小尺寸焊点的可靠性,具有较强扩散阻挡能力的铁镍、铁镍磷和镍钴磷等合金作为新型凸点下金属层(Under bump metallization,UBM)应用.同时,微量元素对焊料合金力学性能、润湿性及界面化合物生长的调节...     

电路板绿色回收实验装备设计

针对电子废弃物的回收再利用和从电路板上分离焊料及无损性拆卸电子元器件的技术要求,设计了采用热风作为加热介质、对焊点进行加热、使焊料与电路板分离的专用设备,为电路板回收工艺提供了技术参考.     

一种考虑空洞效应的共晶钎料合金粘塑性-损伤本构模型

共晶钎料具有连接作用而广泛地用于电子封装中.锡铅焊料具有高的同系温度,因而在工作时表现出较为明显的时间、温度和率相关特性.复杂的力学机理使得本构模型的建立成为一件及其复杂而又重要的工作.文中提出一种考虑孔洞效应的粘塑性-损伤模型,基于Guron-Tvergaard-Needleman思想和正交法则,引入孔洞体积分数,以描述共晶钎料的力学特性.并在各种测试条件下,通过实验验证模型的力学响应,表明该模型能够用于分析电子封装中焊点为损伤变量的可靠性问题.     

无铅手工焊接及常见缺陷

软钎焊接是实现电子产品元器件装配与电气连接的主要生产工艺,软钎焊点的质量是决定电子产品质量和性能的重要因素。无铅焊料种类丰富,对应多种焊接温度,无铅焊接可以提供更大的焊接温度梯度,是解决高度集成的电气装焊问题的有效手段。为了在手工焊接过程中获得高质量的无铅焊点,研究了手工焊接的热能量传导方式,研究了手工焊接的基本步骤,研究了常见无铅焊料的组成及选用情况,得出了无铅焊接温度高、工艺窗口小等技术难点。分析了常见焊接缺陷特征及成因,在工艺参数、工具选用等方面提出了焊接质量提升的若干措施。对提高无铅手工焊接成品率,分析焊接质量原因,减少并消除使用无铅焊料进行手工焊接时出现的质量问题,具有指导作用和借鉴意义。     

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-热-力耦合载荷下非均匀组织Cu/Sn-58Bi/Cu微焊点拉伸力学性能研究

电子封装微焊点往往在电、热、力等多种载荷共同作用下服役,且具有鲜明的组织不均匀特征.研究电-热-力耦合载荷下电流密度和温度对电子封装组织不均匀线型Cu/Sn-58Bi/Cu微焊点拉伸力学性能及其尺寸效应的影响.结果 表明,较低温度和较低电流密度情况下,随焊点高度降低,Cu基底对钎料的力学约束增强,焊点拉伸强度提高,断裂...     

基于感应加热的MEMS键合工艺研究

对感应局部加热实现MEMS封装键合进行了初步研究.试验中选用功率为1kW、频率为400kHz的高频电源,通过对感应线圈优化设计,实现了硅片上的焊料图形键合.为实现局部加热,感应加热图形(键合区)应设计为封闭环结构(同时也易于形成气密封装结构),而芯片上其他部分(包括电路、连线、焊点等),由于为非封闭结构和图形,无涡流产生或产生的涡流很小,仍处于较低温度,从而避免了高温对芯片上温度敏感结构的破坏.此外,还对影响键合效果的感应层材料和结构设计进行了探讨.     

纳米银微焊点阵列的超快激光图形化沉积及其芯片封装研究

随着集成电路芯片封装向小型化、集成化方向的不断发展,无铅锡基钎料性能已不能满足目前集成电路封装的需求.本文提出了一种脉冲激光图形化沉积纳米金属颗粒制备小尺寸、细节距焊点阵列的工艺,用于替代集成电路芯片封装中传统锡基焊点.采用图形化沉积的纳米银焊点阵列连接Si芯片及覆铜陶瓷(DBC)基板来验证该工艺在集成电路倒装芯片封装...     

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。     

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。     

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。     

Maintaining quality lead-free [circuit board inspection]

The change to lead-free solders means that circuit board inspection will become more important than ever. The author investigates differences between lead and lead-free solders.     

电子封装SnPb钎料和底充胶的材料模型及其应用

采用统一型粘塑性Anand模型描述SnPb钎料的非弹性力学行为,基于试验数据和弹塑性蠕变本构模型,确定了92.5Pb5Sn2.5Ag和60Sn40Pb两种钎料Anand模型的材料参数。采用线性粘弹性Maxwell模型,描述了一种倒装焊底充胶U8347-3材料的模量松弛和体积松弛,得到了相应的松弛参数,研究对所给出的材料模型和参数进行了验证。另外,利用有限元法模拟了倒装焊在热循环条件下的应力应变行为,分析了SnPb焊点的塑性应变和热循环寿命。结果表明,采用上述材料模型和参数,可以合理描述SnPb钎料和底充胶的力学本构,并可应用于电子封装的可靠性模拟和分析。     

Anand Parameters Determination for SnAgCu Solder Bearing Micro-amounts Rare Earth Ce

SnAgCu solder system with the addition of rare earth Ce,which has better thermo-mechanical properties compared to those of SnPb solder,is regarded as one of the promising candidates for electronic assembly.Moreover,the SnAgCuCe solder alloys can provide good quality joints with Cu substrates.However,there is few report of the constitutive model for SnAgCu solder beating micro-amounts rare earth Ce.In this paper,the unified viscoplastic constitutive model,Anand equations,is used to represent the inelastic deformation behavior for SnAgCu and SnAgCuCe solders.In order to obtain the acquired data for the fitting of the material parameters of this unified model,a series of experiments of constant strain rate test were conducted under isothermal conditions at different temperatures.The Anand parameters of the constitutive equations for SnAgCu and SnAgCuCe solder were determined from separated constitutive relations and experimental results.Nonlinear least-square fitting was selected to determine the model constants.And the simulated results were then compared with experimental measurements of the stress-inelastic strain curves:excellent agreement was found.The model accurately predicted the overall trend of steady-state stress-strain behavior of SnAgCu and SnAgCuCe solders for the temperature ranges from 25℃ to 150℃,and the strain rate ranges from 0.01 s-1 to 0.001 s-1.It is concluded that the Anand model can be applied for representing the inelastic deformation behavior of solders at high homologous temperature and can be recommended for finite element simulation of the stress-strain response of lead free soldered joints.Based on the Anand model,the investigations of thermo-mechanical of SnAgCu and SnAgCuCe soldered joints in fine pitch quad flat package by finite element code were done under thermal cyclic loading,it is found that the reliability of SnAgCu soldered joints can be improved remarkably with addition of rare earth Ce.The results may provide a theory guide for developing constitutive model for lead-free solders.     

微波功率管壳用焊料浇铸模的设计与制造

介绍一种微波功率管壳用焊料的模具的设计、制造工艺、表面处理和测量方法。     

特种车底盘的车架焊接工艺改进与研究

特种车底盘的车架焊接是一个难点。针对特种车底盘的车架焊接变形，对焊接工艺方案进行改进，提出了一种新的焊接工艺方案．理论分析及实际应用结果均表明．该方案大大降低了车架的焊接变形．提高了生产效率。     

无铅钎料的立法与发展

介绍了近几年无铅钎料的应用研究和发展情况以及与无铅钎料有关的立法。为国内电子材料行业无铅钎料的研究和发展提出建议。     

微量P、Bi、In和Ga元素对Sn-Ag-Sb-Zn系无铅焊料性能的影响

传统的Sn -Pb焊料及其他Pb基焊料除有毒外,还存在力学性能低的问题。对Sn -Ag- Sb- Zn合金系并添加微量元素进行研究,对所选定的合金进行机械性能、物理性能试验。结果表明,微量元素的加入对合金的物理性能、润湿性能和力学性能都有益,并能明显提高接头剪切强度。新开发的焊料合金的综合性能已经超过了Sn- Pb焊料。