合金元素对Sn-57Bi无铅钎料组织及韧性的影响

研究了添加不同含量的合金元素Ag,Ge,Cu,Sb,Zn,Ce,P,Ni对Sn-57Bi钎料的熔化温度、润湿性能、冲击韧性和显微组织的影响。研究结果表明,合金元素的添加对于钎料的熔化特性的影响不大,P,Ni的加入会导致出现硬脆的Bi,削弱了钎料的性能,Ag3Sn和富锌相则在形状合适时可以强化钎料的性能。单独加入合金元素Ag,Ge,Zn,Cu可以改善钎料的塑韧性,Ag,Ge还可以提高钎料的屈服强度和接头的剪切强度。合金元素Sb,Ce,P,Ni的加入会弱化钎料的塑韧性。而在同时添加多种合金元素的钎料合金中,43Sn-Bi-1Ge-1Ag的改善效果最好。

Bi对Sn-0．3Ag-0．7Cu无铅钎料熔点及润湿性能的影响

研究了添加适量的Bi元素对低银型Sn-0.3Ag-0.7Cu无铅钎料合金性能的影响,应用差示扫描量热仪和SAT—5100型润湿平衡仪对Sn-0.3Ag-0.7Cu-xBi(x=0,1,3,4.5)钎料的熔点、润湿性能作了对比试验分析。结果表明,一定量Bi元素的加入可以降低Sn-0.3Ag-0.7Cu钎料合金的熔点,并改善其润湿性能。但过多的Bi元素会导致钎料的液固相线温度差增大,塑性下降,造成焊点剥离缺陷。综合考虑得到Sn-0.3Ag-0.7Cu-3.0Bi无铅钎料具有最佳的综合性能。

Sn-0.3Ag-0.7Cu-xBi低银无铅钎料的润湿性

以Bi为添加剂对低银型Sn-0.3Ag-0.7Cu无铅钎料进行改性,应用SAT—5100型润湿平衡仪对Sn-0.3Ag-0.7Cu-xBi(x=0,1,3和4.5)钎料的润湿性能作了对比分析。结果表明:适量Bi元素的加入可以改善Sn-0.3Ag-0.7Cu钎料合金的润湿性能,且在240℃下Sn-0.3Ag-0.7Cu-3.0Bi无铅钎料具有最佳的润湿性能,在250℃其润湿力达到最大值3.2×10–3N/cm。

含碳纳米管的Sn-58Bi钎料的制备及其钎焊性

采用球磨—低温冶炼法制备了不同碳纳米管含量的Sn-58B i-CNTs钎料,借助SEM,EDS和DSC等分析手段研究了碳纳米管在钎料合金中的形态以及碳纳米管对Sn-58B i合金焊点拉脱强度的影响.结果表明,经过钎料低温冶炼后,碳纳米管能够部分加入到Sn-58B i合金中形成复合钎料;Sn-58B i-0.03%CNTs复合钎料在焊盘上的润湿性得到了提高,且微量碳纳米管的加入对钎料熔点的影响不大;碳纳米管在焊点中弥散分布使钎料的组织得到细化,并通过对焊点微观断裂机制的影响,提高焊点的可靠性.

凝固方式对Sn-Bi钎料组织和性能的影响

采用炉冷、空冷、水冷和液氮冷却方式以及外加磁场的方法研究不同的凝固方式对Sn-Bi钎料的冲击韧性和显微组织的影响。研究结果表明,快速冷却与旋转磁场均能细化钎料合金的微观组织,抑制粗大树枝晶的生长,但快速冷却会造成Bi的偏析,旋转磁场会造成组织不均。同时快速冷却与旋转磁场都会破坏含Ge合金的塑性改善机制,造成含Ag合金中Ag3Sn相粗大,而旋转磁场的离心力作用还会造成Ag3Sn相和Bi相的宏观偏析。在组织细化以及成分偏析的共同作用下,Sn-57Bi共晶钎料的冲击韧性随冷却速率的增大呈现先增加后减少的趋势。

纳米压痕法测量Sn-Ag-Cu无铅钎料BGA焊点的力学性能参数

对Sn-3.0Ag-0.5Cu无铅体钎料和Sn-4.0Ag-0.5Cu无铅钎料BGA(ball grid array)焊点进行了Berkovich 纳米压痕法实验,通过改变不同的加载速率研究了钎料的蠕变特征.钎料压痕载荷-位移曲线蠕变部分表现出了明显的加载速率相关性.基于Oliver-Pharrr法确定的体钎料和BGA焊点的Young’s模量分别为9.3和20 GPa.基于压痕做功概念确定的体钎料和BGA焊点的应变速率敏感指数分别为0.1111和0.0574.钎料的力学性能有着明显的尺寸效应.

电子封装与组装中的软钎焊技术发展及展望

文中主要介绍了目前国内外软钎焊技术在电子封装与组装中的应用与展望,通过回顾近年来软钎焊技术的发展,分析无铅封装软钎焊钎料合金体系与复合钎料的研究现状,比较电子封装中不同的软钎焊方法,并阐述软钎焊技术对电子封装可靠性的影响。

添加Ag元素对铝软钎焊用Sn-1.5Zn系钎料性能的影响

研究了添加不同含量Ag元素对铝软钎焊用Sn-1.5Zn系钎料合金的熔化特性、显微组织、润湿性及钎焊接头抗腐蚀性能的影响。研究结果表明,Ag元素的添加缩短了Sn-1.5Zn钎料的熔程,细化了显微组织;采用润湿平衡法测量结果发现,添加Ag元素提高了钎料对铝基体的最大润湿力Fmax,但使润湿时间t0增加;采用3%(质量分数)浓度盐水溶液浸泡焊点实验结果表明,添加Ag元素提高了钎焊接头的抗腐蚀性。

微观压痕法测量Sn-Ag-Cu系无铅钎料的力学性能

Sn-Ag-Cu系合金是最有可能替代Sn-Pb钎料的无铅钎料。介绍了一种测量其力学性能的新方法,即通过微压痕仪精确测量不同加载速率下压子的压入深度h与加载载荷F的关系来确定钎料的弹性模量E和蠕变速率敏感指数m。结果表明加载速率对钎料蠕变压痕F-h曲线和压入深度有着重要的影响;OliverPharr方法确定的钎料弹性模量取决于卸载过程而与加载速率无关。基于压痕做功概念定义了压痕蠕变硬度和蠕变应变速率,从而给出钎料的蠕变速率敏感指数。Sn3.5Ag0.75Cu与Sn3.0Ag0.5Cu钎料蠕变压痕测试表明合金成分影响SnAgCu系无铅钎料的力学性能。

SnAgCu体钎料及BGA焊球焊点纳米级力学性能

为了研究低银Sn-0.3Ag-0.7Cu无铅体钎料、BGA焊料小球和BGA焊点的力学行为,基于物理反分析的方法采用纳米压痕仪对其进行实验。从压痕载荷–深度曲线提取出弹性模量、硬度和蠕变速率敏感指数。结果表明:体钎料的杨氏模量和蠕变速率敏感指数大约是BGA焊料小球和BGA焊点的2.5倍,验证了尺寸效应理论。采用纳米压痕仪测出的体钎料维氏硬度(15.101HV)小于显微硬度计的测量结果(20.660HV)。

绿色电子制造及绿色电子封装材料

阐述了绿色电子制造(包括电子封装)概念起源、定义以及基本内涵和范畴,并从电子封装用互连材料、被连接材料和封装后清洗过程这三个方面全面阐述了绿色电子封装的主要内容,重点评述了目前绿色电子封装材料(包括无铅钎料、钎剂、焊膏和导电胶等)的研究现状和面临的问题。最后,展望了绿色电子制造及绿色电子封装材料的未来发展趋势。

铝的无铅软钎焊试验研究

研究了Sn-0.7Cu,Sn-Ag-Cu,Sn-3.5Ag等软钎料合金对1060Al的润湿性,结果表明钎料中Ag含量在1.5%-2.5%（质量分数）之间润湿性最好。SEM观察发现,钎料合金/Al界面处Ag2Al金属间化合物并不是从基体Al向外生长,而是与Al之间隔了一层富Sn相。最后结合Ag-Al扩散模型与键参数函数理论对Ag-Al化合物相的生长过程及润湿性的影响作出了解释。

聚酰胺改性氢化蓖麻油在无铅锡膏中的应用研究

通过试验,在免洗松香型无铅锡膏中添加聚酰胺改性氢化蓖麻油,考察其对焊锡膏流变性能及应用性能的影响。其中,测试方法包括粘度、粘着力和抗热塌性测试。聚酰胺改性氢化蓖麻油用量为5 g时的焊锡膏的粘度适中、粘着力最大及其抗热塌性最好,会有一个较好的印刷性能。

纳米无铅焊料的研究进展

电子封装互连过程中，无铅锡基焊料是常用的连接材料。然而，由于其较高的熔点（210～240℃），在电子器件连接过程中需施加较高的回流温度，这不仅增加了电子组装过程中的能耗，也大大降低了器件的可靠性。纳米无铅焊料具有热力学尺寸效应，其熔点较块体材料有大幅度的降低，从而受到了越来越广泛的关注。综述了近年来国内外纳米无铅焊料的发展动态，介绍了常用的纳米无铅焊料的制备方法及影响纳米颗粒尺寸的因素，总结了纳米无铅焊料在应用和存放过程中所产生的问题，同时也对纳米无铅焊料未来产业化的实现提出了建议。

中国机械工程学会焊接学会钎焊及特种连接专业委员会发展历程

1历届专委会组成情况 钎焊及特种连接专业委员会自1978年成立以来，至今已有九届。每届专委会的任期时间为4-5年，专委会的主要发展历程如下：

微合金化低银无铅钎料的性能研究

无铅钎料的溶铜性能是影响波峰焊工艺品质和生产效率的重要因素之一。文中在前期研究优选出的Sn-0.5Ag-0.7Cu低银无铅钎料的基础上,系统研究了微量P、Ni合金元素的添加量对钎料溶铜性能和焊接性的影响,观察了界面金属间化合物的生长情况,并将微合金化后的钎料与Sn-3.0Ag-0.5Cu合金进行了焊接性及物理特性对比。结果表明,在0～0.1%的添加量范围内,随着P含量增加,焊接性有所改善,溶铜量呈先升后降的趋势;随着Ni含量的增加,焊接性变差,溶铜量不断降低。推荐的微合金化成分为:添加0.02%的P和0.02%的Ni。这种新型钎料与Sn-3.0Ag-0.5Cu合金相比,焊接性及物理性能接近,但溶铜量降低了69%。

低成本高性能Sn-Ag-Cu无铅钎料的研究

系统研究了Sn-Ag-Cu无铅钎料合金在Ag含量为0.1%～1.0%范围内的熔程、焊接性、力学性能及溶铜性能;研究了添加微量元素P和Ni对合金的焊接性和溶铜量的影响。结果表明,低银合金的熔程在217～227℃之间,随Ag含量的增加熔程缩小;Sn-0.5Ag-0.7Cu合金具有最佳的综合性价比;向这种成分的合金中添加0.01%的P和0.02%的Ni时,合金具有较好的焊接性,溶铜率大幅降低。

水性三防漆在电子线路板防腐领域中的应用

电子电气产品的质量可靠性要求越来越高,三防漆在线路板集成电路保护上的应用已必不可少。对水性三防漆的性能特点及其在线路板防腐领域中的应用进行了阐述,并综述了水性聚氨酯三防漆的特点和各项性能。

低银Sn-Ag-Cu无铅钎料的性能研究

使用银含量较低的Sn-Ag-Cu无铅钎料是降低焊料成本最直接有效的手段之一,但银含量降低后对钎料性能的影响尚缺乏系统报导。通过向Sn-Cu二元体系中加入不同比例的纯银,制备了一系列低银合金。研究了银含量对钎料的熔点、可焊性及溶铜性能的影响。通过拉伸试验研究了合金的强度及杨氏模量。综合考虑上述各项性能指标,Sn-0.5Ag-0.7Cu是具有最佳性价比的合金成分。

SAC105焊锡膏的开发与评价

采用低银化焊料合金是无铅化电子组装提高性价比的发展趋势。开发了采用SAC105低银焊料合金的SUPER105系列焊锡膏,抗氧化、表面绝缘电阻、印刷性能、BGA空洞率、焊点推力等测试结果表明,SUPER105焊锡膏完全适用于消费类电子产品组装。