增强颗粒Cu对锡铅基复合钎料铺展性能的影响

颗粒增强是提高合金性能的重要手段之一。增强体的不同含量对基体的性能会产生不同的影响。分析和讨论了Cu的不同体积分数对Cu颗粒增强的锡铅基复合钎料铺展性能的影响。试验结果表明：当Cu颗粒的体积分数小于1％时，随着Cu的体积分数的增加，复合钎料的铺展性能有所提高；当Cu的体积分数大于1％时，随着Cu颗粒体积分数的增加，复合钎料的铺展性能降低；当Cu颗粒的体积分数大于10％时，复合钎料的铺展性能急剧降低，且外观质量变差。     

银镍金属微细颗粒对锡铅基复合钎料力学性能的影响

运用弥散强化原理，分别选用Ag颗粒和Ni颗粒作为增强体，以63Sn37Pb共晶钎料为基体，制成金属颗粒增强锡铅基复合钎料。在再流焊条件下，弥散分布的增强体与基体冶金结合，在增强体表层形成一薄层金属间化合物，从而使复合钎料蠕变性能大幅度提高。试验证明：在相同条件下，与基体钎料63Sn37Pb相比，5％Ag(体积分数，下同)和10％Ag颗粒增强锡铅基复合钎料蠕变寿命分别提高了8倍和6倍，同时抗拉强度和剪切强度均得到提高；5％Ni和10％Ni颗粒增强锡铅基复合钎料蠕变寿命分别提高了84倍和185倍，但剪切强度和延伸率均明显降低。     

稀士Ce对Sn—Cu—Ni钎料物理性能和铺展性能的影响

研究了不同含量的稀土Ce对Sn-Cu-Ni无铅钎料物理性能和铺展性能的影响。结果表明：添加微量的稀土Ce对Sn-Cu—Ni钎料合金的熔化温度和密度影响不大,而其电阻率有所上升。随着Ce含量的不断增加,钎料焊点表面的光亮度随之增加,钎料在铜基板上的铺展面积也逐渐增大,钎料润湿性有所改善,但是当w（Ce）超过0．05％时,钎料焊点表面光亮度呈现下降趋势,其铺展面积也在减小。     

纳米银颗粒增强复合钎料的研究

研究了纳米银颗粒增强锡铅基复合钎料的物理性能、工艺性能、力学性能和蠕变性能。通过在Sn-37Pb中加入不同含量的纳米银颗粒，测定比较复合钎料的性能，从而选择最佳加入量。结果表明，φ(Ag)=3％的纳米银颗粒的复合钎料综合性能最好，与Sn-37Pb共晶钎料相比，所加入的纳米银颗粒对住错起到了钉扎作用，从而提高了钎焊接头的蠕变寿命，其断裂形貌特征为延性和脆性混合断裂。     

等温时效对颗粒增强复合钎料组织性能的影响

等温时效过程中,复合钎料内部颗粒周围金属间化合物层的变化会影响其钎焊接头的力学性能。本研究选用比较有前途的Sn-3.5Ag共晶钎料作为基体,微米级Cu或Ni颗粒作为增强相外加到基体中制成复合钎料。对复合钎料钎焊接头在不同温度(125,150,175℃)下进行时效,研究了等温时效过程中增强颗粒周围金属间化合物的层厚增长系数和生长激活能,以及层厚增长对复合钎料钎焊接头力学性能的影响。结果表明,等温时效下,复合钎料内部Cu颗粒周围金属间化合物层增长速率明显大于Ni颗粒周围金属间化合物层的增长速率,且其层生长激活能低于Ni颗粒周围金属间化合物层。时效过程中,Cu颗粒增强复合钎料钎焊接头的剪切强度下降更快。此外,本研究还利用有限元模拟分析了时效过程中增强颗粒周围的应力分布情况。研究表明,经过时效后,随着颗粒周围金属间化合物的增长,颗粒周围的金属间化合物在受力的情况下会造成一定的应力集中而更易发生开裂。     

微量银对Sn0.7Cu钎料物理性能及钎焊工艺性能的影响

SnCu共晶钎料是公认的SnPb钎料最具潜力的替代品,尤其在波峰焊上,但与其它无铅钎料相比,该钎料物理性能及铺展性能差,影响其广泛应用.通过在Sr0.7Cu合金基础上添加微量银来改善合金性能.结果表明,银含量对Sn0.7CuxAg钎料熔点影响不大,最大变化仅为0.3℃;随银含量增加,电阻率逐渐升高;同时,在Sn0.7C...     

微量Ni对Sn0.7Cu钎料物理性能及钎焊工艺性能影响

SnCu共晶钎料是公认的SnPb钎料最具潜力替代品,尤其在波峰焊上,但与其他无铅钎料相比,该钎料物理性能及铺展性能差,严重影响其广泛应用.本文通过在Sn0.7Cu合金基础上添加微量Ni来改善合金性能.结果表明:随Ni含量(w(Ni)＜0.7％)增加,Sn0.7Cu钎料熔点逐渐增加,但变化不大,当w(Ni)0.7％时,钎...     

稀土Ce对Sn-Cu-Ni钎料物理性能和铺展性能的影响

研究了不同舍量的稀土Ce对Sn-Cu-Ni无铅钎料物理性能和铺展性能的影响.结果表明:添加微量的稀土Ce对Sn-Cu-Ni钎料合金的熔化温度和密度影响不大,而其电阻率有所上升.随着Ce含量的不断增加,钎料焊点表面的光亮度随之增加,钎料在铜基板上的铺展面积也逐渐增大,钎料润湿性有所改善,但是当w(Ce)超过0.05%时,钎料焊点表面光亮度呈现下降趋势,其铺展面积也在减小.     

Cu含量对铝基钎料性能的影响

试验选用Al-11Si-0.3Cu、Al-11Si-4Cu和Al-11Si-10Cu三种铝基钎料,利用SDTQ600型差示扫描量热仪、Phillips X’Pert型X射线衍射仪和OLYMPUS型光学显微镜等分析Cu含量对钎料性能的影响。研究表明,三种钎料的基本组织为:基体α(Al)、共晶硅(α+Si)和少量初生硅;随着Cu含量的增加,Cu与Al之间形成的金属间化合物相的含量增加,钎料硬度随之增加。钎料熔化特性曲线表明,增加Cu含量能有效降低钎料的熔点,并使钎料凝固温度区间变窄。腐蚀试验表明随Cu含量的增加钎料腐蚀率增加。钎料的铺展面积受Cu饱和程度的影响,当Cu含量低于其在Al中溶解度时,随Cu含量增加,铺展面积增大;反之,铺展面积减小。     

稀土元素Ce对Sn-Cu-Ni无铅钎料铺展性能及焊点力学性能的影响

研究了不同含量稀土元素Ce对Sn-Cu-Ni钎料铺展性能及其焊点力学性能及钎料显微组织的影响规律.结果表明,随着稀土元素Ce含量的增加,钎料在铜基板上的铺展面积逐渐增大,当Ce元素含量达到0.05%时,钎料的铺展面积达到最大.Sn-Cu-Ni钎料中添加适量的稀土元素Ce,能够细化钎料组织,从而提高焊点的力学性能.当Ce元素的含量为0.05%左右时,焊点的力学性能达到最佳值.Ce元素含量超过0.05%后,继续增大稀土元素Ce的添加量,Sn-Cu-Ni钎料的显微组织又变得粗大,铺展性能有所降低,焊点力学性能也随之有所下降.     

稀土元素Nd对Sn3．8AgO．7Cu焊点组织与抗剪强度的影响

研究了微量稀土元素Nd（0,0．05,0．5质量分数,％）的添加对Sn3．8Ag0．7Cu／cu焊点再流焊与150℃时效条件下焊点组织与抗剪强度的影响．结果表明,适量Nd（0．05％）的添加可以明显增强微焊点的抗剪强度,改善焊点组织;降低时效过程中SnAgCu／Cu焊点界面化合物生长速率以及焊点内部基体中Cu6Sn5化...     

快速凝固对Sn2．5Ag0．7Cu钎料合金熔化与铺展特性的影响

采用单辊法制备了快速凝固态Sn2.5Ag0.7Cu钎料合金薄带.通过DSC检测和铺展试验研究了快速凝固对Sn2.5Ag0.7Cu钎料合金熔化与铺展特性的影响.结果表明:快速凝固态钎料熔化区间为6℃.较常态钎料小9℃;与常态钎料相比,快速凝固态钎料能够在较低温度(260℃)、较短时间(3 min)实现速度更快、面积更大的铺展.     

Ni元素对Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE/Cu无铅微焊点界面IMC和力学性能的影响

以Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE无铅钎料为研究对象,借助扫描电镜和X衍射等检测方法研究了Ni元素对Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE/Cu无铅微焊点界面IMC和力学性能的影响.结果表明,添加适量Ni元素能显著细化Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE钎料合金初生β-Sn相和共晶组织,抑制焊点界面区(Cu,Ni)6Sn5金属间化合物的生长和表面粗糙度的增加,提高无铅焊点抗剪强度.当Ni元素添加量为0.1%时,钎料合金组织细小均匀,共晶组织所占比例较多;焊点界面IMC薄而平整,(Cu,Ni)6Sn5颗粒尺寸小,对应焊点抗剪强度最高为45.6 MPa,较未添加Ni元素焊点提高15.2%.     

快速凝固Sn2.5Ag0.7Cu钎料合金凝固组织特征

通过单辊快淬工艺制备了快速凝固态Sn2.5Ag0.7Cu钎料合金薄带,采用XRD、SEM与EDS等分析方法研究了其凝固组织.结果表明,常规熔铸态钎料和快速凝周钎料合金中均存在β-Sn、Ag3Sn、Cu6Sn53种物相.但经快速凝固后合金中Sn相的比例明显增加,而Ag3Sn、Cu6Sn5相减少,合金组织明显细化且初生相及共晶组织形态发生显著变化.     

RE对Sn2.5Ag0.7Cu/Cu焊点性能的影响

利用X射线衍射分析仪(XRD)和JSM-5610LV扫描电镜(SEM)研究RE含量对Sn2.5Ag0.7Cu/Cu焊点界面区显微组织、剪切强度和蠕变断裂寿命的影响。结果表明:Sn2.5Ag0.7CuxRE焊点界面区金属间化合物由靠近钎料侧Cu6Sn5和靠近Cu基板侧Cu3Sn构成;添加微量RE可细化Sn2.5Ag0.7Cu焊点内钎料合金的显微组织和改善钎焊接头界面区金属间化合物的几何尺寸及形态;当RE添加量为0.1%时,焊点的剪切强度最高,蠕变断裂寿命最长。     

锌对Sn3.5Ag0.5Cu钎料组织性能的影响

运用莱卡显微镜、X射线衍射仪等仪器设备,研究添加元素Zn对Sn3.5Ag0.5Cu钎料组织性能的影响.结果表明:Zn与Ag、Cu形成AgZn和CuZn3化合物,能显著细化Sn3.5Ag0.5Cu钎料组织,降低Sn3.5Ag0.5Cu钎料合金的润湿性,同时可提高Sn3.5Ag0.5Cu钎料合金抗拉强度.     

稀土镧对Sn3．5Ag0．5Cu钎料组织性能的影响

运用莱卡显微镜、显微硬度计、拉伸试验机等仪器设备,研究添加不同含量稀土元素La对Sn3．5Ag0．5Cu钎料及其与Cu基体焊合后微观组织及性能影响。结果表明：添加不同含量的稀土La均能使Sn3．5Ag0．5Cu钎料及其与Cu基体焊合后组织与性能得到改善,其中以La含量达到0．05％时为最优,显微硬度及剪切强度分别提高14％和10．7％;基于热力学理论计算结果表明稀土元素La具有“亲Sn”倾向,可减小钎料中锡基化合物界面锡的活度,降低IMC的长大驱动力。     

外能辅助下Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE0.05Ni/Cu钎焊接头组织与性能

采用SEM、EDS、XRD等方法研究了超声、电场外能辅助下Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE0.05Ni/Cu钎焊接头的组织与性能。结果表明,借助于超声、超声-电场外能辅助能细化Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE0.05Ni/Cu钎焊接头钎缝组织并使共晶组织比例增加,界面区金属间化合物(IMC)平均厚度、粗糙度和界面IMC颗粒尺寸减小。超声和电场外能辅助下Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE0.05Ni/Cu钎焊接头强度与其界面IMC层粗糙度密切相关,超声的作用更为显著,在超声-电场外能辅助钎焊接头界面IMC层粗糙度降低中占主导作用,施加超声-电场外能辅助下钎焊接头剪切强度与传统钎焊相比提高24.1%;施加超声、超声-电场外能辅助使Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE0.05Ni/Cu钎焊接头断裂途径由钎缝和界面IMC层组成的界面过渡区向钎缝侧迁移,呈界面(Cu,Ni)_6Sn_5 IMC解理和钎缝解理+韧窝的脆-韧混合型断裂机制,使接头剪切断口塑性区比例增加,从而提高接头剪切强度。     

金属间化合物Ag3Sn对Sn3.8Ag0.7Cu焊料合金拉伸性能的影响

利用不同凝固速率和等通道挤压法制备不同组织结构的Sn3.8Ag0.7Cu合金,使其包含不同形貌、大小及分布的Ag3Sn金属间化合物;拉伸曲线的比较分析和变形后组织的电镜观察表明,大的针状化合物对合金起着纤维增强的作用,但自身脆性断裂造成空洞,降低了材料的塑性;微细颗粒状化合物起着弥散强化作用,分布在小的等轴晶粒晶界上的化合物颗粒能够阻碍晶界的滑动,起到增强的作用.