无铅波峰焊钎料抗氧化影响的研究

研究了目前常用的Sn-0.7Cu无铅钎料在手浸锡炉和模拟波峰炉中的抗氧化情况.主要研究了微量P元素的加入对钎料抗氧化性的影响.通过钎料在液态下表面颜色变化和锡渣的产生量的比较可以发现微量P元素的加入可以提高钎料的抗氧化性能.通过比色分析发现微量P元素在钎料表面或亚表面富集,形成"阻挡层",抑制了钎料的进一步氧化.通过实验得出P的最佳质量分数为0.011%.     

无铅焊接工艺及失效分析

综述了目前无铅焊接工艺回流焊和波峰焊的工艺特点,指出了焊接中存在的几大主要失效问题,包括开裂、焊点空洞、晶须和板材胀裂,并介绍了避免或减弱这些失效问题的方法。     

Ce对Sn-Ag-Cu系焊料合金的组织与性能影响

通过添加稀土Ce研究了Sn-3.0Ag-2.8Cu系焊料合金的显微组织和性能。用光学显微镜、SEM、EDX对其显微组织进行分析,并且对其导电性,润湿性,硬度等重要性能进行测试。结果表明,添加稀土w(Ce)为1%焊料合金的导电性明显提高;而润湿角明显减小,润湿性增强;同时焊料合金的硬度也有所增加。     

Sn-Ag-Cu焊料中金属间化合物对焊接性能的影响

讨论了Sn-Ag-Cu焊料与Cu焊盘间在回流焊过程中形成的金属间化合物(IMC)的种类、形态,Ag含量和Cu含量对IMC的影响,IMC在老化过程中的生长演变及其对焊接性能的影响。结果表明:Sn-Ag-Cu焊料与Cu焊盘之间的金属间化合物主要是Cu6Sn5和长针状的Ag3Sn,Ag和Cu的添加对组织有明显细化作用,但过量添加会影响IMC的性能。IMC的演变主要是与老化温度、老化时间有关,较厚的IMC不利于焊接性能的提高。     

电子焊料的工艺性能及影响因素

通过分析焊料在钎焊过程中的行为,提出了电子焊料的工艺性能主要包括熔化/固化温度、抗氧化性、润湿性和漫流性。给出了各工艺性能的定义。分析表明:相关的影响因素主要包括合金的组成、纯度和化学均匀性;母材的成分、性质和表面的洁净度;液态焊料的表面张力;钎焊温度、气氛、助焊剂的活性;液态焊料表面膜的组成、结构和性能等。     

Ag对Sn-9Zn合金钎料组织及性能的影响

用莱卡显微镜、XRD研究添加元素Ag对Sn-9Zn钎料组织及性能的影响。结果表明:Ag与Zn形成AgZn3化合物,能抑制粗大针状富Zn相的形成,可使Sn-9Zn钎料合金的润湿性提高20%,并明显改善Sn-9Zn的耐蚀性。     

雾化介质对无铅焊锡粉末形貌及粒度分布的影响

利用自行设计的超音速雾化制粉装置,研究不同雾化介质对SnAgCu系无铅焊锡粉末有效雾化率、粒度分布及球形度的影响。结果表明:在一定雾化条件下,氦气雾化粉末具有最高的有效雾化率,最佳的球形度、表面光滑度及粒度分布;氮气雾化的粉末具有较好的综合性能;与氦气、氮气相比,氩气雾化粉末综合性能较差;空气雾化粉末雾化率较高,但粉末较粗、表面粗糙。     

Sb含量对Sn-Bi系焊料性能的影响(英文)

研究Sb元素含量对Sn-Bi系焊料性能的影响。通过差示扫描量热法研究Sn-Bi-Sb焊料的熔化行为。采用铺展实验研究焊料在Cu基板上的润湿性。测试Sn-Bi-Sb/Cu结合界面的力学性能。结果表明:三元合金中含有包共晶反应形成的共晶组织,随着Sb含量的增加,共晶组织增多;在加热速率为5°C/min的条件下,三元合金显示出更高的熔点和更宽的熔程;添加少量Sb对Sb-Bi系焊料的铺展率有影响;在焊料铺展过程中形成反应过渡层,反应过渡层中存在Sb元素而无Bi元素,过渡层厚度随着Sb元素含量的增加而增大。Sn-Bi-Sb焊料的剪切强度随着Sb元素含量的增加而升高。     

Role of grain orientation in the failure of Sn-based solder joints under thermomechanical fatigue

A small Pb-free solder joint exhibits an extremely strong anisotropy due to the bodycentered tetragonal (BCT) lattice structure of β-Sn. Grain orientations can significantly influence the failure mode of Pb-free solder joints under thermomechanical fatigue (TMF) due to the coeffcient of thermal expansion (CTE) mismatch of β-Sn grains. The research work in this paper focused on the microstructure and damage evolution of Sn3.0Ag0.5Cu BGA packages as well as individual Sn3.5Ag solder joints without constraints introduced by the package structure under TMF tests. The microstructure and damage evolution in cross-sections of solder joints under thermomechanical shock tests were characterized using optical microscopy with cross-polarized light and scanning electron microscopy (SEM), and orientations of Sn grains were determined by orientation imaging microscopy (OIM). During TMF, obvious recrystallization regions were observed with different thermomechanical responses depending on Sn grain orientations. It indicates that substantial stresses can build up at grain boundaries, leading to significant grain boundary sliding. The results show that recrystallized grains prefer to nucleate along pre-existing high-angle grain boundaries and fatigue cracks tend to propagate intergranularly in recrystallized regions, leading to an accelerated damage after recrystallization.     

退火工艺对Au-20Sn钎料组织的影响

采用叠轧-合金化法制备Au-20Sn钎料,研究合金化退火工艺对Au-20Sn钎料显微组织的影响。结果表明:Au/Sn界面在叠轧过程中形成AuSn4,AuSn2和AuSn三个金属间化合物(IMC)层。在200℃退火时,IMC层的厚度随退火时间的延长而逐渐增大。当退火时间延长至48 h时,IMC层发生转变,Au-20Sn钎料最终形成由ζ相(含Sn 10%～18.5%,原子分数)和δ(AuSn)相组成的均质合金。在250℃退火时,Au/Sn界面扩散速度增大,退火6 h后Au-20Sn钎料组织完全转变成ζ相+δ(AuSn)相。在270℃退火时,IMC层熔化,反应界面转变成为固-液界面,Au-20Sn钎料组织转变为脆性的(ζ’+δ)共晶组织。综合Au-20Sn钎料的性能和生产要求,得到优先退火工艺为250℃退火6 h。