Sn-Ag-Cu系无铅焊锡的力学性能和实用性能

研究添加稀土Ce对Sn-Ag-Cu合金的力学性能和实用性能的影响,利用光学显微镜、SEM、EDX对合金的组织、形貌、成分进行分析。结果表明,在Sn-Ag-Cu系无铅焊锡中添加稀土Ce可以细化合金组织,使合金成分分布更加均匀;稀土Ce的添加可以明显提高合金的延伸率;添加Ce后延伸率提高了6.1%,从而使力学性能大大提高;适量稀土的加入使焊料与基体结合更加紧密,外观平整,对合金的实用性能有很大提高。     

Sn—Bi无铅焊料的研究

通过总结传统Sn-Pb焊料的特点和研制无铅焊料的条件,综述Sn-Bi无铅焊料低熔点等优点以及脆性大、易偏析的缺点,分析添加In,Ag,AI,Sb等微量合金元素对Sn-Bi无铅焊料微观组织及性能的影响,提出了此合金系焊料的抗蠕变性、导电性、润湿性、拉伸性能等尚待完善的性能及可采用合金化、开发新型焊剂等新方法使Sn-Bi焊料成为理想的无铅焊料,为无铅焊料的进一步研究提供一定的参考.     

微量RE和Al对Sn-9Zn焊料组织与性能的影响

采用正交试验研究了微量RE和Al对Sn-9Zn无铅焊料电导率、硬度、润湿性及微观组织的影响,并与传统锡铅焊料进行了对比。Sn-9Zn焊料的电性能及力学性能优于传统锡铅焊料,但润湿性较差。添加微量RE和Al可以显著提高Sn-9Zn合金铺展率、细化组织,且不降低焊料电导率和力学性能,最佳w(RE)和w(Al)分别为0.05%和0.10%,铺展率达到61.98%,与Sn-9Zn相比提高了13.40%,硬度为20.90HB,电导率为8.15×106S/m。     

混合稀土对Sn-0.70Cu-0.05Ni钎料组织与性能的影响

向Sn-0.70Cu-0.05Ni无铅钎料中添加微量混合稀土元素RE(主要是La和Ce),研究了RE添加量对该钎料合金显微组织及性能的影响.结果表明,添加微量的RE能显著细化该钎料合金组织,抑制金属间化合物的生长,改善合金的组织分布,提高钎料的润湿性及力学性能.当w(RE)为0.10%时,钎料的润湿力,拉伸强度分别为3...     

微合金化对Sn-9Zn基无铅钎料润湿性能的影响

熔炼制备了纯的以及含微量Al、Mg、Ti、Bi、重稀土Y、混合轻稀土RE和一种富P非金属活性组元NM的Sn-9Zn基合金,通过测量这些合金以及商用Sn-37Pb焊料在铜基板上的铺展面积比较了它们对铜的润湿性能。结果表明Al、Ti和 Mg不利于提高合金在铜上的润湿性或附着力;Y的改善作用不大;而Bi、RE和NM则能明显改善Sn-9Zn合金对铜的润湿性。在此基础上进一步研究了RE和NM含量对Sn-9Zn润湿性能的影响。以铺展面积衡量,本研究所达到的最佳改善效果使Sn-9Zn合金对铜的润湿性由Sn-37Pb焊料润湿性水平的45.4%提高到了70.3%。     

Sn—Ag—Cu无铅焊料性能研究

环保和微电子器件高度集成化的发展驱动了高性能无铅焊料的研究和开发,Sn—Ag－Cu系无铅焊料由于具有良好的焊接性能和使用性能,已逐渐成为一种通用电子无铅焊料。文章通过实验的方法,研究了8种不同配比的Sn—Ag—Cu焊料中银、铜含量对合金性能（包括熔点、润湿性和剪切强度）的影响,并对焊料的显微组织进行对比与分析,得出低银焊料的可靠性比高银焊料好,同时Sn－2．9Ag—1．2Cu的合金具有较低的熔点且铺展性好,为确定综合性能最佳的该系焊料合金提供了依据。     

新型无铅焊料的研制

由于目前使用的Sn3.5AgCu无铅焊料,温度较高、润湿性较差.在Sn3.5AgCu无铅钎料中添加金属元素Ga、Bi,并改变Ag的含量,对其合金进行熔化温度、润湿性、力学性能和微观组织研究.研究表明,添加Ga、Bi并改变Ag含量有利于降低Sn3.5AgCu合金的熔化温度和改善其润湿性,并提高了力学性能.     

稀土对Zn20Sn高温无铅钎料组织与性能的影响

向Zn20Sn高温无铅钎料中添加微量铈镧混合稀土（RE）,研究了RE的添加量对该钎料合金显微组织及性能的影响。结果表明,添加微量RE的合金显微组织中出现含RE的金属间化合物（IMC）。随着RE的添加,形状各异的IMC的数量显著增加。RE质量分数为0.5%~1.0%的合金的固相线温度不变,而液相线温度略有降低。当RE质量分数为0.5%时,钎料在Cu基板上的铺展面积最大,比Zn20Sn钎料提高了57.6%。但随着RE的继续添加,钎料的润湿性降低。当RE质量分数超过0.1%时,钎料的显微硬度和电阻率随着RE含量的增加而增大。综合考虑,合适的RE添加量为质量分数0.5%。     

微量混合稀土对SnAgCu钎料合金性能的影响

通过向Sn-3.8Ag-0.7Cu钎料合金中添加微量的Ce基混合稀土，研究了不同稀土含量对SnAgCu合金物理性能、润湿性能及力学性能的影响，同时对显微组织进行了分析。试验结果表明，微量的混合稀土可以显著提高SnAgCu钎料接头在室温下的蠕变断裂寿命，尤其是当稀土的质量分数为0．1％时，其蠕变断裂寿命可以达到Sn-3.8Ag-0.7Cu钎料的7倍以上。通过对SnAgCuRE钎料合金物理、工艺及力学性能的测试，显微组织分析表明，随着稀土含量的增加，钎料的组织逐渐细化，但同时，稀土化合物的数量增多，对钎料的力学性能产生不利影响。综合考虑，最佳的稀土质量分数为0．05％－0．5％，不宜超过1．0％。     

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.     

稀土元素对Sn-0.2Ag-0.7Cu钎料合金物理性能的影响

在筛选出综合性能较好的Sn-0.2Ag-0.7Cu钎料合金中,添加微量混合稀土元素(RE)以提高钎料的焊接性能。研究了稀土的添加量对其熔化温度、电导率和固–液相线温差等焊接性能的影响。结果表明:添加w(RE)为0.1%~0.5%时,固–液相线温差小于15℃,符合现行钎焊工艺要求,且对钎料合金的熔化温度和电导率影响不大。     

Sn-Ag-Cu系无铅焊锡成分的优化研究

通过正交实验法对Sn-Ag-Cu系无铅焊锡合金的成分进行了优化研究。用光学显微镜、电导仪、热分析仪等对合金的微观组织、电导率、熔点、铺展性能进行了分析,并与Sn37Pb进行了对比。结果表明,Ag、Cu对Sn-Ag-Cu系焊锡合金的熔点、铺展性和电导率都有影响,当Ag质量分数为3%,Cu为2.8%,焊锡合金具有最佳的综合性能,且与铜基板的扩散层厚度大于Sn37Pb。     

锡铅稀土钎料合金高温蠕变性能试验研究

文中对比分析了Ｓｎ６０Ｐｂ４０和Ｓｎ－Ｐｂ－０．０５Ｒｅ两种钎料合金在多轴应力状态下的蠕变断裂规律,初步探讨了主控两种钎料复合金为断裂的力学因素,并从金属学角度初步探讨了两种钎料合金的蠕变断裂方式,着重分析了混合稀土对锡铅秆料合金蠕变性能的影响。     

SnAgCu系钎料的合金组织和力学性能

研究了Cu含量对SnAgCu系钎料合金显微组织及其与化学镀Ni基板钎焊接头力学性能的影响。结果表明:高Cu含量SnAgCu合金会产生较多的(CuxNi1-x)6Sn5金属间化合物,从而减少镀Ni层的消耗,进一步提高钎焊接头的剪切强度。与Sn-3.0Ag-0.3Cu相比,Sn-3.0Ag-1.0Cu钎焊接头剪切强度提高了6.78%。经过150℃时效1000h后,界面Ni3(P,Sn)层的增长率从Sn-3.0Ag-0.3Cu合金的约66%降低到Sn-3.0Ag-1.0Cu合金的约40%。     

La对Sn-Ag-Cu无铅钎料组织与性能的影响

研究了微量稀土La对Sn-3.0Ag-0.5Cu无铅钎料显微组织、力学性能、断口形貌、润湿性能和熔点的影响.结果表明:La的质量分数为0.1%可使钎料合金晶粒细化,并显著提高钎料合金力学性能和润湿性能;添加La的质量分数为0.4%将形成粗大LaSn3初生枝晶相,降低力学性能和润湿性能;微量La使钎料合金的熔点轻微增加.     

新型Sn-Ag-Cu-Cr无铅焊料合金的研究

对新型Sn-Ag-Cu-Cr无铅焊料进行了熔点、力学性能、润湿性能等的测试,并从微观方面分析了Cr对Sn-Ag-Cu系无铅焊料的作用规律机理。结果表明:Cr的加入对材料力学性能的影响较为显著,当Cr含量(质量分数)在0.1%左右时可提高焊料的各项力学性能指标,而当含量过高后,又将降低材料的强度,提高脆性,Cr含量少于0.5%时,对焊料的熔点影响较小,而Cr的加入对焊料的铺展性能却有降低作用。     

微量元素添加对多元Sn-Bi系焊料合金组织与性能的影响

传统焊料合金由于熔点温度高,不能满足部分有机基板、温度敏感器件以及3D封装等多层封装形式的低温封装要求.以Sn-Bi合金为基体,通过添加微量Ag、Cu、Co和Ni元素形成新型多元合金,对多元合金的熔化性能、润湿性能、微观组织和力学性能进行研究.结果 表明:微量元素的添加(质量分数0～1％)对多元Sn-Bi系合金的固相线...     

The influence of Sn–Cu–Ni(Au) and Sn–Au intermetallic compounds on the solder joint reliability of flip chips on low temperature co-fired ceramic substrates

The formation of intermetallic compounds in the solder joint of a flip chip or chip scale package depends on the under bump metallurgy (UBM), the substrate top surface metallisation, the solder alloy and the application conditions. To evaluate the influence of intermetallic compounds on the solder joint reliability, a detailed study on the influence of the UBM, the gold finish thickness of the substrate top surface metallisation, the solder alloy and the aging conditions has been conducted. Flip chips bumped with different solder alloys were reflow-mounted on low temperature co-fired ceramic substrates. The flip chip package was then aged at high temperature and a bump shear test followed to examine the shear strength of the solder joint at certain aging intervals. It was found that the type of UBM has a great impact on the solder joint reliability. With Ni(P)/Au as the UBM, well-documented gold embrittlement was observed when the gold concentration in the eutectic SnPb solder was about 3 wt%. When Al/Ni(V)/Cu was used as the UBM, the solder joint reliability was substantially improved. Copper dissolution from the UBM into the solder gives different intermetallic formations compared to Ni(P)/Au as UBM. The addition of a small amount of copper in the solder alloy changed the mechanical property of the intermetallic compound, which is attributed to the formation of Sn–Cu–Ni(Au) intermetallic compounds. This could be used in solving the problem of the AuSn₄ embrittlement. The formation and the influence of this Sn–Cu–Ni(Au) intermetallic phase are discussed. The gold concentration in the solder joint plays a role in the formation of intermetallic compounds and consequently the solder joint reliability, especially for the Sn–Ag–Cu soldered flip chip package.     

Ag和RE对SnAgCuRE无铅钎料拉伸性能的影响

利用正交试验法,对SnAgCuRE系钎料合金的拉伸性能进行了检验。结果表明:SnAgCuRE系钎料合金的拉伸性能与Ag和RE的添加量密切相关,即拉伸强度会随Ag含量增大而提高;延伸率受RE影响最大,并在w(RE)为0.1%时延伸率和拉伸强度都达到最佳。当w(RE)达到0.5%时,会导致延伸率的下降。