新型低温无铅焊料的研究进展

随着人们对铅毒性的认知及世界各国“限铅令”的颁布,因为铅污染问题,研究人员开始着手研究Sn-Pb焊料的代替品,迫切需要探索一种零污染、低成本的新型电子封装焊料。目前研制的新型低温无铅焊料有Sn-Cu、Sn-Ag、Sn-Bi、Sn-Zn、Sn-In二元焊料和Sn-Ag-Cu三元焊料,但由于新型低温无铅焊料存在着熔点高、抗氧化性能差等问题,有人提出通过在这些无铅焊料中加入第三或第四种合金元素改善无铅焊料的组织性能。介绍了新型低温无铅焊料的应用,制备,优缺点及对它的要求,叙述了目前新型低温无铅焊料的研究进展,并提出了新型低温无铅焊料的研究方向。     

Sn-Ag-Cu无铅焊料及焊点在低温下组织和性能

为保证锡银铜合金及焊点在低温环境下使用可靠性,将SnAg3.0Cu0.5合金焊料和焊点在25、4、-20和-60℃恒温环境中进行储存565 d后,考察不同温度下SnAg3.0Cu0.5无铅焊料微观组织和物相变化,对经冷储存后SnAg3.0Cu0.5/Cu焊接接头进行拉伸强度和低周疲劳测试。结果表明,焊料经低温储存后没有发生灰锡转变,合金主要由Ag3Sn和β-Sn组成,组织形貌转变为树枝状组织,排列具有一定取向,β-Sn相晶面间距变小,焊料出现低温脆性倾向;随储存温度降低,SnAg3.0Cu0.5焊料与Cu基板互连结构的断裂界面从焊料侧向铜基体方向移动,焊缝的抗拉强度随之下降;在恒幅对称应变条件下,疲劳极限-循环次数曲线的斜率随焊件储存温度降低而变大,焊接接口的抗疲劳性能变差。     

日本大成PLAS公司开发出可牢固粘合金属与金属、金属与CFRP的新技术

大成PLAS公司（总部位于东京）开发出了可牢固粘合金属与金属或金属与碳纤维强化树脂（CFRP）的新技术“NAT（Nano Adhesion Technology）”,并在2008年6月25～27日举行的“机械要素展”（东京有明国际会展中心）上展出了采用该技术粘合的样品。     

无铅软钎料的开发

文章从环境保护角度论述了开发无铅软钎料的重要性及国外的开发现状,重点介绍了近年来新型无铅软钎料的进展情况,分析了存在的问题,指出了开发无铅软件钎料应注意的问题。     

金属材料与塑料的直接粘合

日本大阪大学接合科学研究所与东洋纺公司的科研人员协作，新近开发成功一项利用激光使金属材料与工程塑料直接结合的新技术。即是采用激光扫描不用粘结剂即可将金属与工程塑料结合成一体，所粘结的试样经过拉断测试的结果证明了其结合部位强度很高，其拉断断口发生在结合部位以外。这种结合技术可望应用于汽车、电器、电子零部件等方面。     

Sn-30Bi-0.5Cu低温无铅钎料的微观组织及其力学性能

通过在Sn-Bi钎料中添加Cu元素制备新型Sn-30Bi-0.5Cu低温无铅钎料,对无铅钎料的力学性能及微观组织进行分析.结果表明:Cu元素的加入抑制Bi元素在钎料/铜界面处的偏析,避免形成粗大的富Bi带,并能够在钎料基体中原位生成Cu-Sn金属间化合物(Intermetallic compounds,IMC);当Cu含量约为0.5%(质量分数)时,钎料的抗拉强度和伸长率等力学性能指标最佳,并能够提高其抗振动可靠性.这主要是由于在钎料基体中原位形成的棒状或杆状IMC能有效地将脆性薄弱面钉扎和在β-Sn软相基体中形成钉轧强化,改善钎料的微观组织形态,从而提高钎焊强度和焊点的抗振动冲击可靠性,使其性能强于Sn-Bi共晶的性能而接近于Sn-Bi-Ag钎料的,Sn-30Bi-0.5Cu钎料在拉伸过程中断口存在韧性和脆性两种混合型断口.     

CuO掺杂KNLN无铅压电陶瓷的液相烧结

选取室温下为正交-四方两相共存的0.94(Na0.52K0.48)Nb03-0.06LiNb03为基方,过量添加1.5mol%的Na2CO3和1mol%的CuO,采用传统固相法制备样品,研究其显微形貌、异常长大晶粒和小品粒的相结构以及晶粒和液相成分。结果表明,CuO的添加有助于液相在较低烧结温度下形成,从而促进晶粒生长,也有助于样品的致密化烧结:样品中的异常长大晶粒和部分小品粒都具有品格常数相似的钙钛矿相结构;Cu可以固溶入KNLN主晶相中,但其固溶度有限,晶粒边缘成分的钠含量高于钾含量,而液相成分中的钾含量高于钠含量,在KNLN-CuO的液相烧结过程中存在明显的分凝情况。     

银粉粒径及形貌搭配对无铅导体浆料性能的影响

从银粉的不同粒径级配与形貌搭配方面考察其对无铅导体银浆烧结后膜层的电阻率、附着力的影响。选取了平均粒径分别为0.1,0.4,1μm的球形银粉以及平均粒径为3~6μm的片状银粉,首先将3种粒径的球形银粉按不同比例的搭配得到3种球形银粉最紧密堆积的最佳比例,然后根据Dinger-Funk粉体堆积原理进行验证,最后再与片状银粉搭配制得导电银浆。实验结果表明,在大颗粒间填充小颗粒能增加粉体堆积的致密度,从而明显降低烧结后膜层的方阻,同时通过在片状银粉之间空隙填充这种致密度好的球形混合银粉颗粒,比单纯使用片状银粉制得的银膜层方阻更低。通过本次实验制得的银膜外表致密光洁,可焊性、耐焊性良好,方阻为3.78 m?/□、附着力40 N/mm~2。     

含Bi、Ga元素的Sn-9Zn低温无铅钎料研究

在Sn-9Zn二元合金中加入(1～4)wt％的Bi元素和1wt％的Ga元素得到新型低温无铅钎料,并进行了铜和铜的钎焊连接,并与三种传统含铅钎料钎焊铜/铜接头进行对比.探究了钎焊接头界面组织及其形成机理,分析了Bi和Ga元素对接头界面组织和力学性能的影响.结果 表明,焊接接头区组织中黑色棒状富Zn相随着Bi元素的增加逐渐...     

无铅焊粉的开发生产

我国是电子产品生产大国,已成为世界电子产品的加工中心。国内电子工业的发展已形成庞大的焊料需求市场。随着电子行业的快速发展及对焊料的需求日益变化,对焊料的性能也会进一步的提高。     

不同类别树脂对低温导电银浆性能的影响

以8种类别的树脂为原料制备低温导电银浆,研究不同类别树脂对银浆导电性、附着性、硬度、挠折性和银硫化的影响。相同配比下,含氯醋树脂和丙烯酸树脂的银浆方阻最低;含聚酯树脂和环氧树脂的银浆具有最好的附着性和最高的硬度;含聚氨酯的银浆具有最佳的抗挠折性;银浆中银粉都会不同程度的被硫化。     

二硼化镁超导的低温合成

日本大阪大学与ホソカワ粉体技术研究所共同开发成功二硼化镁超导体的低温合成法 ,他们不用粘结剂而是利用“机械 化学粘结法”(ＭＣＢ法 )把超微粉原料粘结在一起 ,在 50 0℃温度下合成了优质超导体 ,这比传统方法降低了 1 50℃左右。ＭＣＢ法采用粒径约 1 μｍ的硼粉与镁粉按 2 :1的摩尔比配成的混合物 ,于50 0℃温度下烧成即制得超导层 ,这是由于在镁超微细颗粒的表面形成镁与硼的融合层 ,进而化合而获得ＭｇＢ2 ,即使在 40 0℃烧成也能形成超导层。二硼化镁超导的低温合成@启明     

氧含量对Sn-9Zn-2.5Bi-1.5In低温波峰焊焊接性能的影响

制备了一种新型Sn-9Zn-2.5Bi-1.5In钎料,开发了一套波峰焊氮气保护系统,考察了该钎料在不同氧含量的环境下的焊接质量. 结果表明,开发的氮气保护系统通过增加氮气流量可以将焊接区域内的动态氧含量降低到0.06%以下. 降低焊接区氧含量,可显著减少桥连、填充不良、气孔3类缺陷的数量,将不良率控制在0.20%以内. 在氧含量0.50%的临界值以下,该钎料可在锡炉设定温度为225 ℃的条件下进行低温焊接,焊接效果满足规模化生产需求. 通过能谱分析发现氧化物表面Zn元素含量比Sn-9Zn-2.5Bi-1.5In钎料升高84.9%,Zn元素的易氧化倾向是导致钎料形成大量氧化渣的主要原因. 降低焊接区域的氧含量可以有效抑制氧化渣的形成.采用氮气保护的方法可以解决Sn-Zn钎料在高氧环境下易出现的焊接缺陷问题,从而实现225 ℃低温波峰焊.     

低温烧结无颗粒型银导电墨水的制备及其性能研究

导电墨水是柔性印制电子发展的关键,然而,目前导电墨水的烧结温度仍较高,限制了其在某些柔性基材上的使用。本文以乙酸银作为前驱体、氨水为络合剂、乙醇为助剂、甲酸为还原剂,制备了一种可低温烧结的无颗粒型银导电墨水。将该导电墨水滴涂到PET基材后于烘箱中进行烧结成银膜,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)等测试设备对制备的导电墨水和薄膜进行表征。系统研究了还原剂甲酸以及助剂乙醇对导电墨水及薄膜的性能影响。结果表明,该导电墨水具备良好的稳定性,经过90 ℃低温烧结60 min,其电阻率为11.83 μΩ.cm。通过调控墨水配方,银薄膜的粗糙度和均匀性得到显著改善,且薄膜具有良好的弯折性能。     

Li2CO3掺杂BaTiO3无铅压电陶瓷的低温烧结

以Li2CO3作为烧结助剂,采用传统固相烧结法制备BaTiO3陶瓷。研究了烧结温度(1000~1150℃)和Li2CO3添加质量分数(0%~5%)对BaTiO3陶瓷结构和电学性能的影响。结果表明:Li2CO3的掺入有效地促进了陶瓷的烧结,使BaTiO3的烧结温度从1300℃以上降低到1050℃。X射线衍射结果表明:未掺Li2CO3的BaTiO3陶瓷样品为四方相结构,掺Li2CO3的BaTiO3陶瓷样品为正交相结构。Li2CO3掺量为1%的陶瓷样品具有较高的致密度,且在1050℃时获得最大值,其相对密度可达94%。当烧结温度为1100℃时,BaTiO3陶瓷的压电常数d33获得最大值,且d33随着Li2CO3掺量的增加而降低。其中Li2CO3掺量为1%时陶瓷具有较好的电性能:d33=200pC/N,εr=1322,TC=115℃。     

不同组合银粉对低温固化导电银浆性能的影响

通过片状银粉与不同尺寸的超细银粉、纳米银粉或球形银粉混合,制备得到不同组合的低温固化银浆。将银浆固化在玻璃上,用扫描电镜(SEM)观测其截面形貌,并测定其电学性能与粘附性能。结果表明以片状银粉1^#和类球形银粉4^#搭接有助于提高粉体间的致密度,增加组合粉体的接触性能,获得较好的导电通路。在一定银含量范围内银粉有效含量的提高有利于获得较佳的电学导通性能。附着力测试表明经低温固化后聚酯材料对银粉和ITO基材均具有较强粘结力。