段青辰，1985年出生，工程师，国际焊接工程师;主要从事液压支架结构件拼焊生产线非标机械设计及机器人焊接工艺研究。

研究了助焊剂中活性剂、成膏体、酸碱调节剂对Sn1.0Ag0.5Cu(SAC105)锡膏铺展和焊后残留腐蚀的影响。结果表明，活性剂含量小于8%(质量分数)时，锡膏铺展率随活性剂含量的增加而增大，锡膏焊后SIR值随活性剂质量分数的提高而减小，活性剂含量为9%，焊后SIR值降至1.6×109Ω;成膏体为PEG2000复配改性环氧树脂A时，锡膏铺展率为81.4%，焊后残留腐蚀较少，焊后10天的SIR值基本稳定在1.5×1011Ω，成膏体为松香时，锡膏铺展率为82.6%，焊后10天的SIR值为4.0×109Ω;加入一定量的酸碱调节剂三乙醇胺能提高锡膏的铺展率、降低助焊剂pH值及焊后SIR值，当三乙醇胺含量为1.0%时，焊后SIR值最大，为1.6×1012Ω。     

免清洗无卤无铅锡膏的制备及优化研究

通过铺展率测试,从14种有机酸中选用了活性较好的丁二酸、己二酸和有机酸A作为锡膏的活性剂组分进行复配,确定了活性剂三种组分的较优配比:丁二酸、己二酸、有机酸A三者之比为1:1.7:1.5(质量比)。三乙醇胺的少量添加有利于提高助焊剂的助焊性能,且能有效减少对焊点的焊后腐蚀,但三乙醇胺含量过高会造成严重的焊后残留和腐蚀,当三乙醇胺的质量分数为1.0%时助焊剂各项性能指标都较好。使用正交试验法优化锡膏各组分配比。优化后的锡膏与市场上的商用锡膏相比有较好的铺展率,且焊后残留少、腐蚀小。     

无铅无卤焊接用活性物质的研究

寻求高效无卤活性剂是实现绿色电子产品的关键.本文首次以氨基酸对甲苯磺酸盐及氨基酸酯对甲苯磺酸盐为活性剂配制了助焊剂与锡膏,并对其进行了扩展率、润湿及焊后残留物腐蚀性测试.结果表明:所得助焊剂扩展率都超过80%;所得锡膏焊点饱满,焊后残留物少,湿热试验铜板几乎无腐蚀性.这表明氨基酸对甲苯磺酸盐及氨基酸酯对甲苯磺酸盐是一类...     

低温免清洗无铅焊膏用活化剂的优化

锡铋合金是一种比较理想的低温无铅焊料,但是铋的氧化会使焊料润湿性变差,严重阻碍其应用。活化剂能除去焊料表面氧化物,提高焊料的润湿性。以锡铋焊料的铺展性能和焊点形貌作为评价的主要指标,通过焊接实验研究活化剂用量、活化剂配比对锡铋焊料助焊剂的物理性能及锡铋焊料铺展性能的影响。结果表明:活化剂质量分数为25%,活化剂柠檬酸、水杨酸、丁二酸的质量之比为2∶3∶4时,助焊剂不挥发物含量低于5%,稳定性好,不粘性合格;且得到的焊膏焊点外观规则,光亮饱满,焊接头光滑,焊料铺展率达到79.6%。     

助焊剂比例对Sn-Bi-Ag-In无铅焊点组织与性能的影响

通过调整Sn-Bi-Ag-In无铅焊粉与助焊剂的比例，制备了不同回流焊焊点，并对焊点的铺展率、润湿角、金属间化合物特征及显微硬度进行了研究。结果表明：当回流时间为2 min时，随着焊膏中助焊剂质量比从10%提高至20%,焊点的铺展率从63%提高至83%,润湿角从33.7°降低至16.0°。在润湿性提高的同时，焊点界面金属间化合物层的厚度有所增加。此外，随着助焊剂比例的增加，焊点的显微硬度提高。     

低温Sn-Bi焊料用溶剂的优化设计

为减少焊接前期工作量以及降低成本,采用正交试验法对Sn-Bi焊料用助焊剂中溶剂成分进行了优化设计。以焊膏铺展性能和焊点形貌作为评价指标,对单一溶剂和复配溶剂进行优选。结果表明:单配溶剂制备得到的焊膏铺展性能差、焊点不规则,残留物多;而复配溶剂制备得到的焊膏铺展率较大,焊点外形饱满、表面氧化物少。X醇、异戊醇、Y醚的比例为2:1:2时铺展率可达83.18%。焊料的微观组织分析也表明,在最优条件下的焊料在铜基板上铺展好,且焊缝界面区域无缺陷,助焊效果良好。     

松香含量对Zn20Sn钎料用松香基助焊剂的影响

锌基钎料润湿性差已经成为锌基钎料推广应用的瓶颈.通过在传统松香中加入适量有机酸活性剂、溶剂、缓蚀剂及表面活性剂等化合物组成Zn20Sn钎料用新型松香基助焊剂,来改善Zn20Sn钎料在铜基板上的润湿性能.结果表明,松香含量在40％～60％范围内时,助焊剂在物理稳定性、不粘性、腐蚀性等方面均符合国家标准要求;Zn20Sn钎料在铜基板上的铺展面积和铺展率随着松香含量的增加呈先增后减的趋势.当松香含量为55％时,Zn20Sn钎料在铜基板上的铺展性最好,铺展面积和铺展率达到最大,分别为70.3 mm2和87％,焊点饱满光亮,焊缝无明显缺陷,显示其对Zn20Sn钎料具有良好的助焊效果.     

SAC105钎料用无卤素助焊剂活性剂的选择

选用弱有机酸—乙醇酸和邻苯二甲酸作为活性剂,制备出无卤素松香基助焊剂,用于低银钎料Sn-1.0Ag-0.5Cu(SAC105)/Cu的钎焊。文中考察了弱有机酸的含量及其复配比例对焊接性、铺展率及电气稳定性的影响,发现当有机酸的质量分数为4%,乙醇酸和邻苯二甲酸质量比1∶1时,能够满足SAC105钎料对焊接性及铺展能力的要求,且通过表面绝缘电阻试验结果,发现所研制的助焊剂焊后残留少,具备很好的电气稳定性,能够有效避免潮热环境下的离子迁移失效。结果表明,乙醇酸和邻苯二甲酸具备作为商用助焊剂活性剂的潜力。     

活性剂对SnAgCu系无铅焊锡膏储存稳定性的影响

储存稳定性已成为国产无铅锡膏的一个短板。采用动电位极化法研究了助焊剂体系中由不同种类活性剂和不同种类溶剂组成的腐蚀介质对表面有氧化层的锡块的腐蚀行为,并通过回流焊接实验研究了活性剂对Sn3Ag0.5Cu焊锡膏储存稳定性的影响。结果表明:焊锡膏的稳定储存时间取决于活性剂对焊锡材料的腐蚀速率,腐蚀速率越小其稳定储存时间越长。用以己二酸为活性剂、A醚为溶剂组成的助焊剂所配制的焊锡膏具有优异的储存稳定性,在室温下可稳定储存120 d,在40℃下可稳定储存36 d且铺展率均达到82%以上。     

用于航空产品的无铅BGA器件有铅化工艺

研究了焊膏法植球和助焊剂法植球两种焊接工艺方法对航空产品用无铅BGA器件有铅植球焊接质量的影响。X射线检测结果表明,通过焊膏法与助焊剂法两种植球工艺均可以获得外形规整、一致性高的焊球;焊接界面显微组织分析结果表明,助焊剂法植球的焊接界面金属间化合物层的平均厚度与焊膏法植球相比,增加了约49%,达到1. 81μm;焊膏法和助焊剂法两种植球工艺的焊球抗剪切力分别为11. 89 N和11. 40 N,建议使用焊膏法进行植球。     

Sn-Zn系钎料专用助焊剂

采用铺展试验法研究了Sn-9Zn钎料配合自制Sn—Zn系钎料专用助焊剂、NH4Cl-ZnCl2助焊剂、树脂型助焊剂以及水溶性助焊剂在铜板上的铺展能力。结果表明,使用自制助焊剂A。匹配Sn-9Zn钎料铺展性能相比其它助焊剂铺展面积明显增大．自制助焊剂不含卤素,钎料的铺展面积最大为65．7mm2,相比NH4C1-ZnCl2助焊剂、树脂型助焊剂、水溶性助焊剂分别提高了16．1％,116．1％,85．1％．此外,复配助焊剂能进一步促进钎料在铜板上的铺展,最大铺展面积分别达到76．5,72．5mm2,控制磺酸亚锡的含量为20％（质量分数）,二乙醇胺,丁二酸的最佳添加量依次为8％,10％（质量分数）．     

复配表面活性剂对无铅助焊剂润湿性能影响的研究

助焊剂中的表面活性剂对于降低熔融无铅钎料的表面张力,增加无铅钎料对母材的润湿性具有重要作用.根据表面活性剂的HLB值和分子量,选取了四种不同类型的表面活性剂.以无水乙醇作溶剂,有机酸作活性剂,加入所选表面活性剂,并添加成膜剂、缓蚀剂等其他成分,配制成助焊剂,用于研究表面活性剂对无铅钎料润湿性能的影响.润湿力测试及铺展实...     

导电游丝激光锡膏微焊接

导电游丝人工焊接存在效率低一致性差的问题。为了实现其自动化焊接,设计了一套能够进行锡膏微量分液、焊点视觉定位、激光加热、红外测温的焊接平台。首先,进行了红外测温仪的发射率标定与精度测量,激光能量中心与相机视野中心的同轴度的补偿。然后,在镀金的焊盘上进行微小焊点焊接试验。最后,测量了30μm游丝焊点的导电性。试验结果表明激光锡膏微焊接中存在虚焊假焊、多锡珠产生、焊点与基底接触面积的多态性以及助焊剂残留的问题,通过优化激光加热功率曲线与焊接工艺过程,得到了直径为0. 2 mm左右的导电性良好的焊点。导电游丝激光锡膏微焊接自动化设计具备可行性。     

软钎焊免清洗助焊剂中成膜剂的研究

分别将4种不同分子量的聚乙二醇(PEG)作为成膜剂制备了4组助焊剂,用Sn-3.0Ag-0.5Cu无铅钎料进行了铺展性能和其他性能测试.结果表明:不同分子量聚乙二醇的添加均有助于铺展面积的增加,PEG-1000,2000和4000等3种成膜剂,随其添加量的增加,铺展面积先增大后减小,但PEG-6000例外,随其含量的增加,铺展面积逐渐减小,当其质量分数为0.25％时,钎料的铺展面积达到最大值61.15 mm2;成膜剂的添加量越多、分子量越大,铜板的发黏程度越明显;同时成膜剂的添加对助焊剂中不挥发物含量影响较大,但对助焊剂的酸度影响不大.铺展测试和扫描电镜结果显示,聚乙二醇系列成膜剂的加入能在焊接温度下形成保护膜包覆焊点,并使得铜板表面光滑,有助于提高助焊剂的防腐性能.     

纳米改性水基助焊剂的制备与研究

采用自制的纳米银抗菌剂作为防霉抗菌添加剂,制备出了纳米改性水基助焊剂,并进行了可焊性和焊后可靠性测试。结果表明,该纳米改性水基助焊剂在可焊性测试开始后通过校正零轴的沾锡时间为1.4 s,最大润湿力为3.48 mN;经过24、96和168 h的潮热(85℃/85%RH)试验后,梳型电极未清洗条件下的表面绝缘电阻值最小值为2.1×109Ω,且表面无任何树枝状结晶物生成,远高于IPC-J-STD-004A标准要求值,具有优异的可焊性和焊后可靠性。     

松香含量对焊锡膏焊后残留及润湿性能的影响

松香具有良好的活性和成膜性,能够改善焊锡膏的润湿性,但焊后残留难以清洗。为了保证焊锡膏具有良好润湿性的同时达到免清洗的效果,文中开发了一种SAC305焊锡粉用免清洗助钎剂,研究了不同松香含量助钎剂对SAC305焊锡膏焊后残留物含量及润湿性能的影响。结果表明：当助钎剂中w(松香)在5%～20%时,随着w(松香)的增加,铺展面积和铺展率呈先增后减的趋势;当w(松香)10%时,铺展面积和铺展率最大,为143 mm²和88.6%,焊点成形性良好,钎焊接头界面组织均匀,且焊后母材能达到免清洗的效果。     

热浸镀Sn层对BCu68Zn钎料性能的影响

以BCu68Zn钎料为研究对象,在其表面热浸镀锡,借助综合热分析仪、润湿试验炉、数字电流电桥等检测设备分析了Sn镀层对钎料熔化温度、铺展性能、电阻率的影响。结果表明:BCu68Zn钎料表面热浸镀Sn能显著降低其固相线和液相线温度;BCu68Zn钎料表面热浸镀Sn可显著提高其润湿性能,基体钎料的铺展面积为229.83 mm~2,而在热浸镀Sn含量为6.4%时,钎料的铺展面积可达到299.52mm~2;钎料电阻率达到7.33×10~(-8)Ω·m,稍高于基体钎料的电阻率6.67×10~(-8)Ω·m,表面热浸镀Sn层使钎料电阻率增大,导电性变弱。     

锡膏用助焊剂在钎焊过程中作用机理的探讨

根据锡膏用助焊剂中各组分的特点,分析了溶剂、活化剂、成膜剂、表面活性剂以及稳定剂在焊接过程中与钎料、母材之间的作用机理,并就降低表面张力、调整黏度、去除氧化膜及成膜原理进行了初步探讨.     

松香对锌基钎料助焊剂物理性能及Zn20Sn钎料铺展性能的影响

锌基合金钎料是一种比较理想的高温无铅软钎料,但是Zn20Sn钎秤润湿性差.本文开发一种新型Zn基舍金专用松香基钎剂,研究了不同含量的松香添加量对钎剂的物理性能和其对Zn20Sn钎料的铺展性能影响.结果表明,当助焊剂中的w(松香)55％时,对Zn20Sn钎料的铺展率有明显提升,且该助焊剂的黏性、腐蚀性、不挥发物含量等均符合标准要求.     

助焊剂和镶嵌温度对嵌入式NbTi超导线材表面及性能的影响

嵌入式NbTi超导线是将小铜超比的NbTi/Cu超导线材经过去油和助焊后,在高温锡液中嵌入U型铜槽中,从而获得大铜超比的NbTi/Cu超导线材。研究了超声波去油温度和乳化剂浓度对对超声波清洗后U型铜槽线表面质量的影响。研究表明,温度为50℃、乳化剂浓度为5%的去油溶液可有效去除U型铜槽线表面的油污和灰尘；进一步研究了不同浓度的前处理助焊剂“氯化亚锡+硝酸+异丙醇”对助焊后U型铜槽线表面状态的影响。研究表明,硝酸助焊后,表面粗糙度很差；氯化亚锡助焊后铜槽线表面粗糙度极低,无法进行热镀锡；而“300g/L氯化亚锡+15%硝酸+3%异丙醇”助焊清洗工艺配方的助焊效果最好。在优化出去油和助焊清洗工艺参数基础之上,采用不同锡液温度(360~500)℃进行镶嵌实验,并采用目测和扫描电镜来表征镶嵌线材表面质量。实验结果表明,锡液温度过低,线材表面镀锡不均匀,呈淡红色；锡液温度过高,线材表面易产生锡瘤；当锡液温度范围为(400~440)℃时,线材表面质量较好,无锡瘤、黑点、毛刺、露铜等表面缺陷,同时可以满足线材结合力和剩余电阻比的性能要求。