镀银编织铜丝与铜层微电阻点焊接头组织与性能研究

研究了0. 1 mm镀银编织铜丝与0. 07 mm厚度超薄纯铜层微电阻点焊接头的微观组织和力学性能,分析了不同参数对接头力学性能的影响,采用扫描电子显微镜对典型接头的微观组织结构特征进行了分析。结果表明,当焊接热量足够时,焊点接头主要为钎焊-熔焊混合连接机制,其形成过程中经历银元素润湿铺展、银元素扩散、铜元素熔化和金属凝固四个过程;焊点连接面处组织致密,存在铜银两相与单富铜相构成连接界面形态,后者焊点微观组织结构含有熔焊的特征;试验所用参数范围内,焊点的最大抗剪力可达45 N,焊接时间与焊接电流均在一定的范围内对焊点性能影响较大,当电阻产热达到饱和区间,焊点抗剪切性能变化不大。     

空间交会对接位姿测量中特征靶标快速识别

空间交会对接中,需实时测量追踪航天器上视觉传感器与目标航天器上特征靶标之间的位姿,而其前提是快速、准确识别特征靶标。提出一种四同心圆环特征靶标的快速识别算法。该算法首先使用优化的Otsu算法进行图像分割,然后采用连通域识别方法进行轮廓提取,最后根据圆的周长与面积的关系确定圆轮廓,并采用最小二乘法进行圆拟合,提取特征圆心。通过实验对方法进行验证,结果表明,该方法能在2 m距离内准确、快速识别特征靶标,且与优化前算法相比,该方法运算效率提升了近10倍。     

残余应力对混合组装BGA热循环可靠性影响

研究混装球栅阵列(Ball grid array,BGA)回流焊后产生的残余应力对热循环寿命产生影响。根据Sn63Pb37/Sn3.0Ag0.5Cu均匀混装BGA封装实体,建立有铅和混装BGA封装体ANSYS有限元模型。通过加载不同峰值温度(220~265℃)和不同降温速度(1~6℃/s)的回流温度曲线后,得到BGA封装体焊点残余应力、应变。随后选取峰值温度243℃、降温速度3℃/s条件下的回流焊后BGA封装体模型施加热循环载荷,根据修正Coffin-Manson方程预测焊点寿命。研究结果表明:回流焊中降温速度对焊后应力占主导因素,应力降温速度的增加逐渐由27.9 MPa增加到32.5 MPa,而峰值温度对焊后应变影响明显;热循环分析中BGA焊球左上角区域始终处于高应力应变状态,均匀混装BGA寿命稍低于SnPb焊点BGA;回流焊工艺后进行热循环加载结果表明残余应力对Sn63Pb37/Sn3.0Ag0.5C均匀混装BGA寿命影响不大。     

Ag-Cu固溶体颗粒制备及低温烧结互连接头性能

通过液相化学还原法制备Ag-Cu固溶体纳米颗粒,采用低温热压烧结工艺制备“三明治”结构的互连接头.采用X射线衍射仪对所制备的Ag-Cu固溶体纳米颗粒及烧结体进行物相表征;采用能谱仪对所制备的Ag-Cu固溶体纳米颗粒的元素进行表征;采用纳米粒度仪对Ag-Cu固溶体纳米颗粒粒径进行表征;通过扫描电子显微镜对互连接头的烧结组织和剪切断面形貌进行观察,分析颗粒烧结情况和互连接头断裂模式. 结果表明,通过液相化学还原的方法实现了室温下铜在银中的超饱和固溶,其中Ag原子分数为62.29%,Cu原子分数为37.71%,远超常温下常规块体材料的固溶度. 所制备的纳米颗粒在250 ℃以内保持相对稳定的固溶体相,260 ℃时发生相分离. 当烧结温度为300 ℃、烧结压力20 MPa时,所获得的互连接头具有优异的力学性能,平均抗剪强度达到105 MPa,且烧结组织呈现完整的脉络状,剪切断面全部为韧窝状,属于韧性断裂.