时效对Sn-3.8Ag-0.7Cu/Cu焊料接头的组织和拉伸性能的影响

研究Sn-3.8Ag-0.7Cu/Cu焊料接头界面的微观组织在150℃时效不同时间后的演变过程,对时效不同时间的试样进行抗拉强度测定,并在扫描电镜下进行动态拉伸原位观察和拉伸断口的形貌观察.结果表明,Sn-3.8Ag-0.7Cu/Cu焊料接头试样在焊后的界面上形成扇贝状的Cu6Sn5金属间化合物(intermetallic compound,IMC)层,随着时效时间的增加,界面IMC的厚度增加,Cu6Sn5扇柱变长变粗,最后离开界面层进入焊料, 时效480 h后在焊料和Cu6Sn5界面析出Ag3Sn相.拉伸实验结果表明,焊料接头的强度在时效初期略有增加,时效48 h后强度逐渐下降;动态拉伸结果表明,时效初期断裂发生在焊料基体内部,随着时效时间的增加,断裂发生的位置逐渐向界面转移,在时效480 h后断裂完全发生在界面化合物层.     

电子封装跨尺度凸点结构Sn3.0Ag0.5Cu/Cu微互连焊点界面IMC生长与演化及力学行为的尺寸效应

针对目前无铅电子封装中主流应用的Sn3.0Ag0.5Cu钎料,研究了其直径为600～60μm的焊球在开孔型Cu基底(焊盘)上260℃恒温回流不同时间(10～300s)形成跨尺度凸点结构Sn3.0Ag0.5Cu/Cu微互连焊点时界面金属间化合物(IMC)的生长与演化行为,以及跨尺度微焊点的剪切性能与断裂行为。研究结果表明,焊球直径大于200μm时焊点界面IMC生长速率随其尺寸减小而增大,而焊球直径小于200μm时焊点界面IMC生长速率随焊球直径减小呈减小趋势。对微焊点界面显微组织演化的分析表明,界面IMC的粗化生长过程随回流时间延长依次经历了奥斯瓦尔德熟化生长及晶粒吸附与晶界迁移生长两个阶段,且其生长阶段的转变随焊点尺寸减小而更早发生。准静态剪切加载条件下的试验结果表明,微焊点强度随其尺寸减小而增加,而恒温回流时间增加时(10～300 s)同尺寸微焊点的剪切强度并未出现明显变化,但回流时间对大尺寸焊点剪切断裂位置有明显影响。     

电子封装跨尺度凸点结构Sn3.0Ag0.5Cu/Cu微互连焊点界面IMC生长与演化及力学行为的尺寸效应

针对目前无铅电子封装中主流应用的Sn3.0Ag0.5Cu钎料,研究了其直径为600～60μm的焊球在开孔型Cu基底(焊盘)上260℃恒温回流不同时间(10～300s)形成跨尺度凸点结构Sn3.0Ag0.5Cu/Cu微互连焊点时界面金属间化合物(IMC)的生长与演化行为,以及跨尺度微焊点的剪切性能与断裂行为。研究结果表明,焊球直径大于200μm时焊点界面IMC生长速率随其尺寸减小而增大,而焊球直径小于200μm时焊点界面IMC生长速率随焊球直径减小呈减小趋势。对微焊点界面显微组织演化的分析表明,界面IMC的粗化生长过程随回流时间延长依次经历了奥斯瓦尔德熟化生长及晶粒吸附与晶界迁移生长两个阶段,且其生长阶段的转变随焊点尺寸减小而更早发生。准静态剪切加载条件下的试验结果表明,微焊点强度随其尺寸减小而增加,而恒温回流时间增加时(10～300 s)同尺寸微焊点的剪切强度并未出现明显变化,但回流时间对大尺寸焊点剪切断裂位置有明显影响。     

添加微量Zn对Sn-58Bi/Cu焊点老化过程中界面演变以及力学性能的影响

通过向Sn-58Bi焊料中加入微量Zn元素,研究了Sn-58Bi-xZn(x=0,0.2,0.5,1.0)焊点在老化过程中界面金属间化合物(Intermetallic compounds,IMCs)的生长行为以及对力学性能的影响.研究发现,加入微量Zn后,界面IMCs由Cu6Sn5转变为Cu6(Sn,Zn)5.当Zn的...     

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。     

锗元素对Sn-3.5Ag合金/铜界面反应的影响

通过向Sn-3.5Ag共晶合金中添加质量分数为0.1%,0.3%的锗元素,研究了锗元素对Sn-3.5Ag合金/铜界面反应的影响。结果表明:对于Sn-3.5Ag合金/铜界面,没加入锗元素时界面反应初生相为扇贝状Cu6Sn5,在热老化过程中此化合物层不断长大,且在Cu6Sn5/铜界面处生成新的Cu3Sn化合物,同时在Cu3Sn/铜界面上出现柯肯达尔空洞;当钎料中添加锗后,界面初生相也为Cu6Sn5化合物,在热老化阶段,Cu6Sn5化合物层厚度增长非常缓慢,且无Cu3Sn化合物生成,整个老化过程中都无柯肯达尔空洞出现。     

Zn含量对Cu/Sn/Cu-xZn微焊点界面反应的影响

本文以Cu/Sn/Cu-xZn(x=0,5,20 wt.％)微焊点为研究对象,探究Zn含量对其在等温和温度梯度下回流时液-固界面反应的影响.等温回流时,微焊点两端界面金属间化合物(Intermetallic compound,IMC)呈对称性生长,且随着Zn含量增加,两端界面IMC厚度略有减小,表明在Cu基体中添加Zn...     

Sn-3.0Ag-0.5Cu/ENEPIG焊点界面反应及剪切性能的尺寸效应

将直径分别为200,300,400μm的Sn-3.0Ag-0.5Cu焊球在化学镍/钯/金(ENEPIG)焊盘上进行多次(1,3,5,7次)钎焊回流形成Sn-3.0 Ag-0.5 Cu/ENEPIG焊点,并对回流3次的焊点进行不同温度(75,100,125℃)的时效处理,研究了焊球尺寸对钎焊回流及时效处理后焊点界面组织及...     

时效硬化高速钢研究(Ⅰ)——时效高速钢的性能

介绍了一种特殊类型高速钢——无碳的Fe-W(Mo)-Co(Ni)合金的设计原理、冶炼、锻造、热处理工艺及它的基本性能,并与普通高速钢作了比较。试验结果指出,高钴量时合金有极强的硬化能力,时效后硬度达HRC68～69,与超硬高速钢相同。在700C、4h加热之后,硬度仍保持HRC60～61,比普通18-4-1高速钢同样加热后硬度高17HRC左右,比超硬型高速钢M42高12～14HRC,500、600C高温硬度测定结果表明较M12超硬高速钢均高100HV左右。在HRC69时,无缺口冲击值达16J/cm~2,静弯曲强度为2300N/mm~2左右。在辅以Ni合金化后,大大地提高了韧性,在硬度HRC66～67时,无缺口冲值达30J/cm~2左右,静弯曲强度为3500N/mm~2左右,然而硬度、红硬性特别是高温硬度则有所下降。还介绍了时效高速钢刀具试验结果。     

快速凝固态Sn2.5Ag0.7Cu钎料钎焊接头的显微组织

采用单辊法制备了快速凝固态Sn2.5Ag0.7Cu钎料合金,在相同钎焊工艺条件下,用扫描电镜及能谱仪、拉伸试验机研究了普通和快速凝固态钎料对紫铜板钎焊接头的组织、断口形貌、界面化合物和接头性能。结果表明:与普通钎料相比,快速凝固态钎料钎焊接头组织细化,初生β-Sn相尺寸减小而数量增多、共晶组织明显减少,并且初生相与共晶组织界线变得模糊;剪切断裂时形成的韧窝更多,钎焊接头的韧性得到提高。     

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。     

基于焊点形态理论的SMT焊点质量模糊故障诊断技术研究

根据SMT焊点质量与焊点的三维几何形态直接相关的特点，提出了SMT焊点形态理论。以该理论为支持，提出了SMT焊点质量模糊诊断技术。将实际焊点几何形态与合理焊点几何形态对应比较，作为模糊输入向量，以焊点的故障缺陷发生可能度作为模糊输出向量。通过可信度约束的模糊规则与正反向模糊推理，进行焊点质量模糊故障诊断。以四边扁平封装器件(QFP)为例，进行了实例验证。     

铝(铝合金)与不锈钢的过渡层钎焊工艺及机理分析

研究了铝(铝合金)与不锈钢的镍／铜过渡层钎焊的工艺方法以及焊缝的组织与力学性能，并对各连接界面进行了机理分析。对焊缝的XRD、SEM和TEM等分析发现焊缝与母材之间没有生成铝与铁脆性的金属间化合物。结果表明，镍／铜电刷镀层能有效地阻挡铝、铁等原子扩散，焊缝与镀铜界面上虽然生成了少量的AlCu2，但没有降低焊缝的抗剪强度。     

固体火箭发动机粘接界面湿热老化实验

对固体火箭发动机粘接界面试验件进行了不同湿热条件下的加速老化试验,并测量了不同老化时间粘接界面的扯离强度,描述了湿热老化试验和性能测试中的试验现象,结合复合材料微粘接结构吸湿规律对试验现象和撤离强度随老化时间变化曲线进行了分析。研究结果表明:衬层-推进剂粘接界面是固体火箭发动机粘接结构中最薄弱环节,应予以重点考虑；湿热老化促进了环境水分从衬层–推进剂界面向推进剂内部的扩散和渗透,致使弱边界层向推进剂内部扩展,导致了衬层-推进剂界面粘接强度的降低。试验件平均扯离强度随老化时间呈下降趋势,中间有一个强度趋于稳定的平台期。      

添加锆对Al-Mg-Si合金时效组织和性能的影响

研究了加入质量分数0．15%锆对Al-Mg-Si合金时效(170℃×8h)后及在随后保温(250℃)过程中力学性能和组织的影响。结果表明：加入锆后,合金时效硬度值和力学性能均有一定程度的提高;随保温时间的延长,含锆合金硬度比未含锆合金硬度高,且降低趋势缓慢;主要原因是加入锆后形成了Al_3Zr弥散相粒子,强化了Al-Mg-Si合金。     

时效温度对2205双相不锈钢焊接接头显微组织及冲击性能的影响

采用脉冲式直流钨极氩弧焊(GTAW)对2205双相不锈钢进行焊接,然后分别在600,700,800℃进行时效热处理,研究了时效温度对焊接接头显微组织和室温冲击性能的影响。结果表明:时效后,在母材区的铁素体基体边界上以及焊缝金属中的铁素体基体上均析出了σ相,而且焊缝金属中σ相的尺寸比母材区的更大;随着时效温度升高,焊接接头的冲击功降低,接头的脆化程度增大,冲击断口表现为解理断裂;冲击功的降低与焊接接头中析出的σ相有关。     

晶须增强Ag-18Cu复合钎料钎焊氧化锆增韧氧化铝陶瓷接头组织试验研究

采用硼酸铝晶须增强的Ag-18Cu复合钎料对氧化锆增韧氧化铝陶瓷进行钎焊,根据钎料润湿和铺展性能的变化得出合理的晶须加入量。通过扫描电镜进行钎焊接头组织形貌观察,并通过能谱仪进行元素分析,研究钎焊接头微观结构及晶须对接头的强化机理。在改变焊接温度、焊接时间等工艺参数的情况下,进行多次钎焊试验。通过微机控制电子万能试验机及专用夹具,对钎焊后的试验件进行抗剪强度测试。通过测试得到工艺参数对钎焊接头组织及力学性能的影响规律,进而得出最优的工艺参数。     

铆接面对飞机关键接头力学性能的影响研究

文中采用试验测试结合有限元仿真分析的方法,针对某小飞机机身与机翼关键接头,研究了加强筋铆钉连接的接触面与关键接头附近应力分布的关系,并进一步分析了高强度胶处理接触面对应力分布的影响作用。研究表明：当铆钉连接的两接触面接触不紧密时,接头传力性能较差,接头处易出现较大的应力集中,从而影响其结构力学性能;高强度胶粘接接触面可以大幅提高铆钉连接的传力性能,使接头附近应力集中大幅减小,从而改善其结构力学性能。