激光软钎焊在微电子焊接领域的应用及发展

随着现代电子技术的高速发展，微电子焊接领域对工艺可靠性及焊接质量要求相对更高。同时，产品结构精密程度增加、自动化生产要求及加工质量提升给传统微电子焊接工艺带来了更多考验。激光软钎焊作为一种新型微电子连接工艺在很多电子领域已成熟应用，相较于传统工艺方式，其非接触式、精准温控加热的焊接工艺特点在很多工艺场合有着明显优势。本文介绍了激光软钎焊工艺的基本原理，并与传统软钎焊形式进行对比，简单介绍了常见的三种激光软钎焊形式及相关工艺特点，列举了激光软钎焊在不同电子封装领域的应用情况及工艺优势。同时，还介绍了激光软钎焊中典型的焊接缺陷形式和当前激光软钎焊工艺难点。     

激光焊接的应用

介绍了激光焊接的主要特点、工艺参数、工艺方法；激光深熔焊的机理、特征和设备，以及激光软钎焊在印刷电路板钎焊方面的应用；激光焊接在钢铁材料的焊接应用。     

半导体激光焊接系统的特点及其在无铅软钎焊中的应用

分析比较了固体激光软钎焊系统和半导体激光软钎焊系统的优缺点，介绍了采用半导体激光器作为热源用于无铅软钎焊的工艺特点和钎焊机理、激光参数对软钎焊焊点质量的影响因素，以及半导体激光软钎焊技术的应用和发展趋势。     

铝合金/钢异种金属熔-钎焊技术研究进展

文中分析了铝及铝合金与钢异种金属焊接时存在的问题,认为铝合金/钢熔-钎焊接是最适合铝合金/钢复合结构制造的焊接技术.介绍了熔-钎焊接的概念及特点,综述了国内外激光熔-钎焊、TIG熔-钎焊、MIG熔-钎焊、CMT熔-钎焊以及激光+MIG电弧复合熔-钎焊等焊接工艺方法在铝合金与钢异种金属连接中的研究现状,并对比了各种工艺方...     

激光钎焊在汽车行业的焊接应用

介绍了激光钎焊的工业应用以及激光钎焊的技术特点。结合后行李箱激光钎焊工业化实例,建立了激光钎焊的数学模型,初步研究了焊接参数的理论基础及原理,同时结合部分实际缺陷,分析了其产生机理,对激光焊接的工业化集成有重要的参考意义。     

激光软钎焊技术在高密度封装器件无铅连接中的应用

介绍了激光软钎焊技术的原理及特点，分析了激光软钎焊技术在高密度封装器件无铅连接中的应用优势。由于激光软钎焊技术具有局部加热、快速加热、快速冷却的特点，在高密度封装器件的无铅钎焊时，能够显著改善无铅钎料的润湿性能，细化无铅焊点的微观组织，提高无铅焊点的力学性能，因此激光软钎焊技术在高密度封装器件（如四边扁平封装器件以及球栅阵列封装器件）的无铅连接中有着广阔的应用前景。     

激光焊接在白车身上的应用现状

以北京奔驰装焊车间为背景,介绍激光焊接系统的组成及北京奔驰常用的激光焊接技术:激光飞行焊、激光钎焊、激光填丝熔焊。对比分析激光飞行焊与传统点焊技术的优缺点,结果表明,激光飞行焊接在时间效益、焊缝质量、智能化自动化、设备稳定性甚至经济效益方面都优于传统电阻点焊。对比了激光填丝熔焊、激光钎焊与目前先进的CMT电弧焊、CMT钎焊+,结果显示激光填丝熔焊焊接质量及速度均优于CMT电弧焊;激光钎焊的焊接质量优于CMT钎焊+,但焊接速度上未见明显优势;激光填丝熔焊及钎焊设备稳定性及经济效益上均低于CMT弧焊及钎焊,需要进一步发展。     

激光钎焊及其在表面组装技术中的应用

介绍了激光钎焊的机理、激光钎焊热源的种类、激光钎焊在表面组装技术中的应用,并讨论了表面组装技术中激光钎焊的国内外研究现状.通过综合分析指出:激光钎焊方法具有其他再流焊方法不可比拟的优点,局部加热使得在高密度基板上钎焊热敏感和吸热元器件成为可能,并可以减少焊点间的桥连;而快速加热、快速冷却可以在钎焊时产生良好的显微组织从而提高焊点的抗疲劳性能,因而激光钎焊技术在微电子焊接领域应用前景广阔.半导体激光的波长短、电光转换效率高、结构紧凑、维护简单,必将成为激光钎焊今后的主要发展方向.     

铝/钢异种金属熔钎焊方法研究现状

铝/钢异种金属焊接技术中,铝/钢熔钎焊技术因其高效、应用范围广的特点越来越多地受到广大学者的关注。铝/钢异种金属熔钎焊技术主要包含电弧熔钎焊、激光熔钎焊、电子束熔钎焊和激光+电弧复合熔钎焊。概述不同熔钎焊方法的国内外研究现状,分析各种铝/钢熔钎焊方法的特点。在铝/钢异种金属电弧熔钎焊过程中,新型低热输入电弧焊方法可以实现焊接热输入的精确控制,获得性能良好的焊接接头;高能束焊接方法能够严格控制母材热输入量,焊接过程稳定,但对焊接结构的装配精度要求较高且设备一次性投入大;激光+电弧复合焊、电弧辅助激光焊集合了电弧焊和激光焊的优点,在铝/钢异种金属熔钎焊中具有广阔的应用前景。     

钎焊及其设备

LD31铝合金电刷镀SnPb钎料合金软钎焊；Ti对金属间化合物增强陶瓷钎焊接头组织与性能的影响；半导体激光焊接系统的特点及萁在无铅软钎焊中的应用；锌铝合金钎焊接头组织结构研究；Sn-3．5Ag 0．6Cu合金对铜引线的钎焊性研究。     

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.     

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。     

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...     

Mechanical properties of QFP micro-joints soldered with lead-free solders using diode laser soldering technology

Soldering experiments of quad flat package(QFP) devices were carried out by means of diode laser soldering system with Sn-Ag-Cu and Sn-Cu-Ni lead-free solders, and competitive experiments were also carried out not only with Sn-Pb eutectic solders but also with infrared reflow soldering method. The results indicate that under the conditions of laser continuous scanning mode as well as the fixed laser soldering time, an optimal power exists, while the optimal mechanical properties of QFP micro-joints are gained. Mechanical properties of QFP micro-joints soldered with laser soldering system are better than those of QFP micro-joints soldered with IR reflow soldering method. Fracture morphologies of QFP micro-joints soldered with laser soldering system exhibit the characteristic of tough fracture, and homogeneous and fine dimples appear under the optimal laser output power.     

半导体激光钎焊Sn-Ag-Cu焊点的力学性能和显微组织分析

选取不同激光钎焊工艺参数,利用半导体激光软钎焊系统对Sn-Ag-Cu无铅钎料在铜基板上进行了钎焊试验,并研究了Sn-Ag-Cu焊点显微组织中金属间化合物形成规律.结果表明,当激光钎焊时间选择为1 s,激光输出功率为38.3 W时,焊点力学性能最佳.随着激光工艺参数的改变,焊点显微组织发生相应的变化.当使用最佳激光工艺参数钎焊时,形成的焊点晶粒细小,避免了焊点内金属间化合物Cu6Sn5的过度生长,此外还形成了厚度适中的金属间化合物层.对比试验结果发现,激光软钎焊方法比传统红外再流焊所形成的金属间化合物层更为平缓,能够获得力学性能更为优良的焊点.     

Test research and mechanism analysis of vacuum fluxless laser soldering for SMD

Fluxless soldering can solve a series of problems caused by sude-effects of flux essentially.Feasibility research on vacuum laser soldering and mecharvism analysis on fluxless action of vacuum were carried out.Fluxlesssoldering succeeded in spreading and wetting on Cu pad laser heating source in vacuum surroundings.What’smore,this fluxless technolgy was applied in surface mounting of chip resistance successfully.     

矩形片式电阻元件的半导体激光软钎焊技术

采用Sn-Ag-Cu作为钎焊材料,研究了矩形片式电阻元件的半导体激光软钎焊技术,采用微焊点强度测试仪研究了其力学性能.结果表明,当激光钎焊时间固定时,随着激光输出功率的增加,电阻焊点的剪切力呈现增加的趋势,在某一功率左右达到最大值.随着激光钎焊时间的增加,其所对应的最佳激光输出功率逐渐减小,最佳的激光钎焊时间为1s.对比试验结果表明,激光软钎焊的最佳工艺参数组合所得到的片式电阻焊点力学性能优于采用传统红外再流焊工艺所获得的片式电阻焊点的力学性能.     

矩形片式电阻半导体激光钎焊无铅焊点的热循环试验

选用Sn-Ag-Cu无铅钎料,采用半导体激光软钎焊和红外再流焊两种方法对0805型矩形片式电阻元件进行钎焊,并对采用不同方法得到的钎焊焊点进行热循环试验.结果表明,激光软钎焊矩形片式电阻焊点的力学性能优于传统红外再流焊工艺所获得的电阻焊点的力学性能;片式电阻焊点的剪切力随热循环次数的增加呈现下降趋势,在热循环次数相同时,激光软钎焊焊点的力学性能优于红外再流焊焊点.随着热循环次数的增加,片式电阻焊点的剪切断裂的方式由明显的韧性断裂逐渐向脆性断裂转变.     

激光再流焊焊接速度对SOP器件焊点力学性能的影响

分别采用半导体激光再流焊与红外再流焊方法钎焊SOP器件,研究了激光焊焊接速度对其焊点抗拉强度的影响,并对焊点断口形貌进行了分析.结果表明,在激光再流焊条件下,激光焊焊接速度对SOP器件焊点的抗拉强度有显著的影响,而Sn-Pb焊点的力学性能对焊接速度的敏感度低于Sn-Ag-Cu无铅焊点,且存在一个最佳焊接速度.通过SEM观察发现,焊接速度相对慢时,断口有浅显韧窝和微孔,焊点断裂类型为微孔聚合型断裂;速度过快时,断口有较多的韧窝群,并且局部区域还有台阶,焊点断裂类型为韧窝型断裂和解理型断裂;焊接速度适中时,断口韧窝大且深,焊点断裂类型为韧性断裂.