Ti / Al TIG微熔钎焊界面行为及接头断裂行为

以TIG电弧为热源,AlSi5焊丝为填充材料,采用SEM、EDS、XRD对Ti-6Al-4V(TC4)钛合金和AlMg6铝合金异种材料TIG微熔钎焊的接头、温度场以及断裂行为进行了研究。试验表明:焊接接头铝母材侧具备TIG填丝熔化焊特征,Ti母材处为钎焊特征。峰值温度的升高能够增加界面层厚度,峰值温度升高,界面层组织趋于复杂。降低高温停留时间能够减小界面层厚度,但随着峰值温度增加,过快的冷却速度会产生较大的内应力,形成贯穿界面的裂纹。钛/铝TIG微熔钎焊的断裂,铝侧发生的断裂是韧性+脆性的混合型断裂,气孔及微裂纹为断裂起源。钛合金的母材过量溶解或者熔化,会导致气孔直径增加,应严格控制热输入量及钛母材的熔化。     

镁合金刮擦钎焊的界面行为研究

以锌铝合金做钎料,用刮擦钎焊方法去除镁合金表面氧化膜;钎剂辅助润湿,在大气条件下实现对AZ31镁合金的钎焊连接。用电子探针对焊缝接头处的成分进行面扫描成像分析。结果表明,焊缝的主要成分为Mg、Al,主要组成相为a-Mg(Al,Zn)的固溶体和Mg12Al17化合物。界面处的Zn和Si两种元素完全扩散开,成均匀的点状,分布于a-Mg中形成固溶体。     

钢/铝管磁脉冲辅助半固态钎焊界面行为

结合电磁成形技术和半固态钎焊技术,提出了一种钢/铝管磁脉冲辅助半固态钎焊工艺,利用电磁脉冲产生的洛伦兹力使铝外管高速碰撞半固态钎料,通过半固态钎料中固相颗粒对母材表面径向压缩和轴向剪切作用去除母材表面氧化膜,实现钢铝异种管材的无钎剂钎焊.在不同工艺参数下进行了钢/铝管磁脉冲半固态钎焊试验,研究了钎焊接头界面元素的扩散行...     

铝铜异种材料活性软钎焊的界面行为研究

采用Sn Zn Si低熔点合金作钎料,以丁烷火焰作热源,用含氟化氢铵的钎剂辅助润湿,对铝铜异种材料进行软钎焊,得到了润湿良好的钎焊接头。用扫描电镜结合电子探针对接头界面的组织形态和成分分布情况进行研究,得到了钎料及母材元素的扩散迁移情况。钎料中Zn、Si两种元素向母材防锈铝和铜基板迁移量较多,防锈铝中的Mg元素则大量越过钎料层向铜基板一侧快速扩散。在铜侧界面处会有少量扇贝状的Sn-Cu金属间化合物生成。     

钛合金电弧钎焊中表面润湿和界面行为

为了清除钛合金铸件中的缺陷,在氩气氛中进行表面润湿性实验,采用气体保护钨极电弧焊接(GTAW),去除氧化皮,加热,清除污染等。实验研究了Ti-6Al-4V合金表面润湿机理、界面行为和及其在GTAW钎焊中的作用,分析了钎焊缝与基体金属间的组织。实验用基体材料为Ti-6Al-4V,钎料分别为Cu     

Cu75Pt钎料钎焊Ti60与TC4接头界面组织及性能

采用Cu75Pt钎料实现了Ti60钛合金与TC4钛合金的真空钎焊,采用SEM,EDS,XRD分析了钎焊接头显微结构.结果表明,接头典型组织结构为Ti60/Ti2Cu+α-Ti/Ti2Cu/Ti2Cu+Ti3Pt/Ti2Cu/Ti2Cu+α-Ti/TC4.对不同钎焊温度下获得的接头界面组织结构进行了分析,结果表明,随着钎...     

Ni-34Ti钎料钎焊TiAl合金接头界面结构及性能

采用Ni-34Ti共晶钎料实现了TiAl合金的钎焊连接,分析了TiAl合金钎焊接头的界面结构,重点研究了钎焊温度对接头组织及性能的影响规律.结果表明,Ni-34Ti共晶钎料主要由TiNi相和TiNi3相组成,钎料熔点为1 120 ℃.不同钎焊温度下获得的接头界面组织均呈现对称特征,无气孔和裂纹等缺陷,接头中主要形成了TiNiAl2,B2,TiNiAl和TiNi2Al四种物相.Al元素在钎缝中的快速扩散,促进了钎缝中Ti-Ni-Al三元化合物的形成.钎焊温度为1 180 ℃保温10 min条件下,TiAl合金接头获得了最大的室温抗剪强度87 MPa.剪切过程中,裂纹容易在富含TiNi2Al相的区域产生和扩展,大量脆性TiNi2Al相的存在对接头的性能是有害的.     

颗粒增强复合钎料钎焊TiAl合金接头界面结构及性能

采用纳米Si3N4颗粒增强的AgCuTi复合钎料(AgCuTiC)实现了TiAl合金的钎焊连接.利用SEM,EDS及XRD等分析方法确定了TiAl/AgCuTiC/TiAl接头的典型界面结构为TiAl/AlCu2Ti/Ag(s,s)+TiN+ Al4Cu9+Ti5Si3.结果表明,钎焊过程中从TiAl母材溶入液相钎料的活性钛与复合钎料中纳米Si3N4颗粒发生反应,在钎缝中形成了细小的颗粒状TiN,Ti5Si3及Al4Cu9化合物增强的银基复合材料组织.银基复合材料的形成不仅提高了钎缝自身的强度,而且通过降低钎缝的线膨胀系数缓解了接头残余应力,并最终改善了钎焊接头的性能.当采用增强相含量为3％的AgCuTiC钎料在880℃保温5min条件下钎焊时,接头室温平均抗剪强度最高为278 MPa,比采用AgCuTi钎料提高40％.     

钎焊温度对Ti53311S高温钛合金接头界面结构及力学性能的影响

以Ti53311S高温钛合金接头为研究对象,分析了Ti53311S高温钛合金接头钎焊前后的界面结构和力学性能。结果表明,随着钎焊温度的升高,(Ti,Zr)2(Cu,Ni)化合物带逐渐消失,初生α相全部转换为β相,最终转变成为片状结构的(α+β)两相组织。     

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.     

PCB上焊点信息的自动获取及焊接路径的优化

本文实现了自动从ＰＣＢ的ＣＡＤ磁盘文件中获取焊点位置，类型信息，为实现表面组装激光软钎焊的过程自动化确立了必要的条件，同时还给出了焊点路径优化的一种方案。     

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.     

急冷型Sn-Ag-Cu系钎料钎焊接头力学性能与显微组织

采用单辊法制备了急冷型Sn-Ag-Cu系钎料合金,在对其进行熔化温度特性和XRD分析检测后,进行了钎焊工艺试验,并对所得接头的抗剪强度和显微组织进行了测试分析,研究了钎焊温度对接头组织性能的影响。结果表明:在不同的钎焊温度条件下,接头界面处金属间化合物的形成及分布是不同的,并由此导致了接头抗剪强度的变化。     

电子互连无铅钎料及焊点蠕变行为研究进展

针对近年来无铅钎料及焊点的蠕变失效问题,综合评述了蠕变变形行为及其在焊点可靠性评估中的应用。首先系统地介绍无铅钎料的蠕变行为,探讨含合金元素/颗粒无铅钎料蠕变性能改性机制。其次评述焊点蠕变行为,探讨焊点成分以及不同基板材料对焊点蠕变特性影响的研究进展。再次结合具体电子器件,采用有限元模拟,分析基于有限元的焊点蠕变响应及疲劳寿命预测,评估焊点可靠性。最后针对无铅钎料及焊点蠕变行为的未来发展进行展望,分析其研究中存在的问题及解决办法,为焊点可靠性进一步研究提供理论支撑。     

CuZnAl记忆颗粒对黄铜/锡/黄铜焊点组织与性能影响

研究了不同压力条件下(0.2 N,50 N)瞬时液相键合0.5%亚微米CuZnAl记忆颗粒对黄铜/锡/黄铜焊点组织和性能影响. 发现0.5%亚微米CuZnAl记忆颗粒对界面组织有一定的抑制作用,主要归因于亚微米颗粒的存在减小了元素之间的扩散速率. 另外相对0.2 N压力条件下,50 N压力下由于元素剧烈扩散易于使界面出现大量的空洞,而0.2 N压力界面组织则较为均匀,并且未出现明显的空洞. 力学性能结果表明,添加0.5%亚微米CuZnAl记忆颗粒,焊点的剪切力提高20%~25%. 在0.2 N压力、250 ℃保温10 min,随后200 ℃保温1 100 h可以将黄铜/锡-CuZnAl/黄铜焊点完全转化为金属间化合物,并未发现明显的空洞.     

回流温度对单板/板级BGA无铅焊点的剪切力学行为影响

采用试验的方法研究回流温度对Sn3.0Ag0.5Cu,Sn0.3Ag0.7Cu,Sn0.3Ag0.7Cu-0.07La-0.05Ce三种无铅钎料在单板结构/板级结构中剪切性能的影响.结果表明,随着回流温度的升高,单板结构中高银焊点的抗剪强度最高且一直增加,低银焊点呈现出先增加后降低的趋势.板级结构中焊点的抗剪强度均随回流温度的升高呈现出先增加后降低的趋势,其中添加稀土元素的低银焊点的抗剪强度最高.两种结构中焊点的至断位移均随回流温度的升高而降低.板级结构中,随着回流温度的升高,高银焊点的断裂模式由韧性断裂向脆性断裂转变,而低银焊点则一直为韧性断裂,其断裂位置向IMC方向移动.     

BGA单板结构与板级结构焊点剪切力学行为分析

采用试验方法研究BGA封装结构中焊点的剪切力学行为. 分析并比较了Sn-3Ag-0.5Cu,Sn-0.3Ag-0.7Cu,Sn-0.3Ag-0.7Cu-0.07La和Sn-0.3Ag-0.7Cu-0.07La-0.05Ce四种钎料焊点在单板结构与板级结构中的力学性能. 结果表明, 单板结构中焊点的抗剪强度高于板级结构中焊点的抗剪强度. 在单板结构中,高银焊点的抗剪强度最大,加入稀土元素的低银焊点只是得到了一定程度上的改善,然而对于板级结构,加入稀土元素的低银焊点剪切力学性能基本与高银焊点相当. 在同等拘束条件下,低银焊点的延展性优于高银焊点. 此外,对于同一种钎料而言,单板结构中的焊点断裂在体钎料上,而板级结构则断裂在IMC/体钎料界面处.     

Study on laser and hot air reflow soldering of PBGA solder ball

Laser and hot air reflow soldering of PBGA solder ball was investigated.experimental results showed that surface quality and shear strength of solder bump reflowed by laser was superior than the solder bump by hot air ,and the microstructure within the solder bump reflowed by laser was much finer.Analysis on interfacial reaction showed that eutectic solder reacted with Au/Ni/Cu pad shortly after the solder was melted.Interface of solder bump reflowed by laser consists of a continuous AuSn4 layer and remnant Au element.Needle-like AuSn4 grew sidewise from interface,and then spread out to the entire interface region.A thin layer of Ni3Sn4 intermetallic compound was found at the interface of solder bump reflowed by hot air,and AuSn4 particles distribute within the whole solder bump randomly.The combination effect of the continuous AuSn4 layer and finer eutectic microstructure contributes to the higher shear strength of solder bump reflowed by laser.     

SnAgCu无铅微焊点剪切力学性能的体积效应

对直径200～600 μm的Sn3.OAg0.5Cu无铅微焊点进行了多次重熔及老化试验,并采用专业的微小焊点力学性能测试仪DAGE4000测试了焊点的抗剪强度,分析了焊点体积差异对焊点抗剪强度的影响,发现SnAgCu无铅焊点的抗剪强度随着焊点体积增大呈下降趋势,体现出明显的体积效应.讨论了老化时间及重熔次数对不同体积焊...