SMT建模仿真研究现状及发展

概述了SMT再流焊工艺过程、所用组装件以及形成的焊点3方面的仿真进展，充分展现了计算机模拟在再流焊研究中的重要作用。     

再流焊炉温曲线优化研究

在再流焊接期间,封装器件及电路板通过升温区、保温区、焊接区和冷却区.由于热膨胀系数的不同,材料界面处产生热应力.减小热应力能提高焊点与封装器件的可靠性.本文对再流焊期间器件温度场进行数值建模及仿真,获得温度分布及热应力分布;进一步地,以器件在再流焊期间最大热应力为优化目标,以各温区炉温及传送带速率为优化变量,以加热因子、最高温度等为约束条件,采用遗传算法寻优使得最大热应力得到减小.研究结果为再流焊工艺设计提供参考和依据.     

微电子封装与组装中的再流焊技术研究进展

先进电子封装器件的出现推动了再流焊方法和设备的研究，简要介绍了集成电路器件封装的发展，并在正在普遍应用的几种再流焊方法进行了介绍和评述。着重阐述了一种极具潜力的再流焊方法－激光再流焊。     

钛合金电子束焊熔宽PID控制系统建模与仿真

由于焊接过程的复杂性,因此很难得到熔池动态过程的解析数学模型,使得焊接过程建模成为焊接过程控制的一大难题．为了建立电子束焊熔池动态过程模型,采用阶跃响应法确定出了钛合金电子束焊电子束流与熔宽的数学模型的类型和结构,计算出了该模型的参数,建立了电子束流与熔宽的传递函数模型．利用获得的电子束流与熔宽的数学模型,采用Z-N经验公式法确定出了PID控制器参数,在此基础上利用MATLAB／SIMULINK建模与仿真平台建立了钛合金电子束焊熔宽PID控制系统模型,并对该模型进行了仿真试验．结果表明,所设计的控制系统动态性能和稳态性能良好．     

脉冲TIG焊熔宽动态过程模糊推理——神经网络控制方法

对脉冲ＴＩＧ焊工艺中焊接电流－正面熔宽动态过程提出了一种模糊神经网络控制方法，并研究了利用人工神经网络直接过程建模的控制仿真，从而回避了经典方法对过程建模控制和困难。将上述方法用于实际脉冲ＴＩＧ焊过程控制，结果表明模糊神经网络控制方案有效。     

扩散焊技术的研究进展

从扩散焊元素扩散传输规律、影响扩散焊焊接接头性能的因素及新型扩散焊焊接技术等几个方面对国内外研究现状进行了综述,并探讨了扩散焊技术应用的发展趋势。认为开发新材料的扩散焊技术、优化工艺及工艺标准的完善、数值模拟及仿真以及扩散焊质量验收标准的建立和完善等方面是今后的主要研究重点。     

微电子封装与组装中的微连接技术的进展

介绍了微电子封装和组装中的微连接技术.结合微电子封装技术的发展历程,概述了微电子芯片封装中引线键合、栽带自动键合、倒装芯片焊料焊凸键合、倒装芯片微型焊凸键合等焊接技术以及微电子元器件组装中波峰焊和再流焊技术的发展状况.并介绍了无铅焊料的应用情况,对不同体系的微连接用无铅钎料合金的优缺点进行比较.最后对微连接技术在微电子封装与组装以及微连接用焊料进行了展望.     

焊接工艺——熔焊

双电极奥氏体不锈钢焊条单弧焊工艺研究;弧焊时保护气流的延伸长度;摆动电弧埋弧焊的数学建模与仿真;螺旋埋弧焊管双丝高速焊工艺参数的优化;直缝焊管预焊缺陷对埋弧焊质量的影响及控制;直流脉冲埋弧焊工艺的焊接接头组织分析;电弧作用下熔透型TIG焊熔池液面行为的数值模拟。     

焊接工艺——熔焊

双电极奥氏体不锈钢焊条单弧焊工艺研究;弧焊时保护气流的延伸长度;摆动电弧埋弧焊的数学建模与仿真;螺旋埋弧焊管双丝高速焊工艺参数的优化;直缝焊管预焊缺陷对埋弧焊质量的影响及控制;直流脉冲埋弧焊工艺的焊接接头组织分析;电弧作用下熔透型TIG焊熔池液面行为的数值模拟。     

微电子封装技术的发展现状

论述了微电子封装技术的发展历程、发展现状及发展趋势,主要介绍了微电子封装技术中的芯片级互联技术与徽电子装联技术.芯片级互联技术包括引线键合技术、载带自动焊技术、倒装芯片技术.倒装芯片技术是目前半导体封装的主流技术.微电子装联技术包括波峰焊和再流焊.再流焊技术有可能取代波峰焊技术,成为板级电路组装焊接技术的主流.从微电子封装技术的发展历程可以看出,IC芯片与微电子封装技术是相互促进、协调发展、密不可分的,徼电子封装技术将向小型化、高性能并满足环保要求的方向发展.     

FORMATION AND CHANGE OF AuSn4 COMPOUNDS AT INTERFACE BETWEEN PBGA SOLDER BALL AND Au／Ni／Cu METALLIZATION DURING LASER AND INFRA-RED REFLOW SOLDERING

Interactions between 63Sn37Pb solder and PBGA metallization (Au/Ni/Cu) during laser and infrared reflow soldering were studied.During laser reflow soldering process,a thin layer of AuSn4 was observed at the interface of the solder bumps,its morphology was strongly dependent on the laser reflow power and heating time.The solder bumps formed by the first laser reflow was reflowed again to form the solder joints.The AuSn4 compounds formed in the first laser reflow process dissolved into the bulk solder after the secondary infrared reflow process.The needle-like AuSn4 changed into rodlike,and distributed inside the solder near the solder/pad interface.     

钎料熔滴与焊盘界面反应及再重熔时的界面组织演变

采用熔滴直接凸点制作方法,对共晶SnPb及SnAgCu钎料熔滴与Au/Ni/Cu焊盘所形成的凸点/焊盘界面组织进行了研究,并与激光重熔条件下获得的凸点/焊盘界面组织进行了比较,考察了凸点/焊盘界面组织在随后的再重熔过程中的演变.结果表明:钎料熔滴与焊盘在接触过程中形成了Au-Sn化合物,Au层并未完全反应.在随后的再重熔过程中,Au层被完全消耗,全部溶入钎料基体中,Ni层与钎料发生反应.无铅钎料(SnAgCu)和SnPb钎料所形成的界面组织明显不同;再重熔后SnPb钎料/焊盘的界面组织为Ni3Sn1,SnAgCu钎料/焊盘界面组织为(CuxNi1-x)6Sn5.     

回流焊冷却过程中PBGA焊点力学行为分析

以热弹塑性理论为基础,建立球栅阵列PBGA焊点在回流焊工艺中焊接应力的有限元模型,利用ANSYS的热结构耦合功能,采用生死单元法对Sn-Ag-Cu焊点回流焊的冷却过程进行数值模拟分析.焊点冷却结晶后的初始阶段,等效应力随温度的降低快速增加,当焊点的温度逐渐降低至室温时,等效应力为最大.结果表明,在回流焊接工艺中,PBGA焊点的裂纹极可能发生在焊料冷却结晶后的初始阶段,在焊点高应力集中区首先开裂,并在应力的作用下沿界面逐渐扩展.对焊料凝固初期冷却速率的控制是减少焊接裂纹产生的有效方法.     

Sn-Cu-Ni-Ce钎料对激光钎焊焊点力学性能的影响

采用Sn-Cu-Ni-Ce无铅钎料,研究了半导体激光软钎焊和红外再流焊方法对QFP48器件和0805矩形片状元件两种典型元器件的钎焊性能,针对使用不同成分钎料所得到的钎焊焊点,采用微焊点强度测试仪研究了其焊点力学性能的分布规律.结果表明,使用Sn-Cu-Ni-Ce钎料时,最佳激光输出电流显著高于Sn-Ag-Cu钎料或Sn-Pb钎料.Sn-Cu-Ni-Ce钎料成分相同时,半导体激光软钎焊得到的焊点力学性能显著优于红外再流焊焊点的力学性能;稀土元素Ce的加入能够改善Sn-Cu-Ni无铅钎料焊点的力学性能,Ce含量达到0.03%时,焊点的力学性能最佳.     

Evolution of CuSn intermetallics between molten SnAgCu solder and Cu substrate

The evolution of SnCu intermetallic compounds (IMCs) between a molten SnAgCu alloy and the Cu under-bump metallization (UBM) throughout reflow is presented based on interruption of soldering reactions in experiments by removing the liquid solder from the substrate. This allows to capture and visualize interfacial reactants at arbitrary moments of the soldering process, and to gain an insight into their formation characteristics. The results show that the interfacial Cu₆Sn₅/Cu₃Sn structure is formed at an early stage of reflow and is maintained throughout the process. Based on the experiments, formation mechanisms of interfacial CuSn IMCs are discussed.     

细间距器件无铅焊点力学性能和断口形貌分析

分别采取红外再流焊和激光再流焊焊接细间距器件,研究了SnPb,SnAgCu和SnAg三种钎料在不同焊接热源下焊点的力学性能。结果表明,激光再流焊对应焊点的力学性能优于红外再流焊,该现象在使用SnAg钎料的情况下尤为显著,同时无铅焊点优于传统的SnPb焊点。对焊点断口形貌进行研究,发现激光焊接的条件下,焊点断口韧窝较多、较深,断口的撕裂棱朝固定的方向延伸,而红外热源焊接的条件下,断口韧窝较少,较浅,两种情况下焊点韧窝开裂均为穿晶开裂。     

QFP器件半导体激光钎焊焊点力学性能和显微组织

采用半导体激光软钎焊和红外再流焊方法对QFP32和 QFP48两种不同结构尺寸的器件引线进行了钎焊性试验,针对使用Sn-Pb和Sn-Ag-Cu两种不同成分钎料所得到的QFP器件焊点,采用微焊点强度测试仪研究了其抗拉强度的分布规律,并采用扫描电子显微镜分析了焊点断口的显微组织特征.结果表明,同种QFP器件焊点的抗拉强度,半导体激光软钎焊焊点明显高于红外再流焊焊点抗拉强度,QFP48器件焊点抗拉强度明显高于QFP32器件焊点的抗拉强度.半导体激光焊QFP器件焊点的断裂方式为韧性断裂,红外再流焊焊点断裂方式兼有脆性断裂和韧性断裂的特征.     

Effect of diode-laser parameters on shear force of micro-joints soldered with Sn-Ag-Cu lead-free solder on Au/Ni/Cu pad

1Introduction With low cost,Sn-Pb alloy has been widely used in electronic packaging on account of its low melting temperature and good wettability on substrates,such as Cu and Au/Ni/Cu pads.However,Pb and its compounds in the Sn-Pb solder are harmful to …     

不同钎料对激光钎焊焊点力学性能的影响

采用半导体激光再流焊系统研究SnAgCu／SnAgCuCe在铜基板的润湿性以及焊点的力学性能,同时对比红外再流焊,研究两种焊点在热循环过程中的可靠性．结果表明,随着激光输出功率的增加,无铅钎料的铺展面积逐渐增加;当激光输出功率增加到某一特定范围时,无铅钎料的润湿铺展性能达到最佳．同时,随着激光加热时间的增加,无铅钎料的...