行波磁场对定向凝固Pb-Sn合金枝晶生长的影响(英文)

在1g的重力加速度条件下,研究熔体对流对向上生长的定向凝固Pb-33%Sn合金枝晶生长行为的影响。熔体对流由行波磁场进行调制。当行波磁场方向由向上转变为向下时,一次枝晶间距逐渐增大,一次枝晶间距的分布更加紧凑,且峰值趋于降低。分析表明:行波磁场对熔体对流的调制作用与改变重力加速度的效果类似,当抽拉速率为50μm/s,行波磁场强度为1mT时,在向上和向下的行波磁场作用下有效重力加速度分别为3.07g和0.22g。

T/R组件射频连接器感应焊气密失效的原因

T/R组件是有源相控阵雷达的核心部件,其射频连接器焊接质量直接影响组件的性能及可靠性,气密性是T/R组件的关键技术指标之一。射频连接器感应焊后局部检漏气密性指标检测合格,但在筛选试验中发现组件存在一定比例的气密失效的问题现象。针对这个问题进行原因分析,结果指出在一定温度条件下,晶态钎剂残留物在后续工艺过程中钎剂受热从焊缝间隙中溢出,从而造成气密失效。基于上述原因,提出了优化钎剂选型和工艺参数等措施,并完成了试验验证,最终消除了筛选后气密失效的现象,提升了产品成品率和生产效率。

自动光学检测在引线键合中的应用

在多芯片组件组装过程中,引线键合的自动光学检测存在背景图像复杂、跨尺度检测难度大和压点方向随机等问题。进行了光源参数和图像处理算法优化,通过键合球、引线和键合压点等三部分的分段检测,实现了自动光学检测技术在引线键合工艺中的应用。通过某型多芯片组件组装过程的检测得到数据,统计结果表明:与人工目检相比,检测效率提升了240%(离线生产),漏检率由200×10^(-6)降至5×10^(-6)以下,可有效降低目检操作者的劳动强度,可统计分析缺陷类型,为引线键合的工艺改进、质量提升和数字化生产提供了基础数据。

无焊剂软钎焊技术研究

无焊剂软钎焊技术因其焊接过程中无焊剂残留,被广泛应用于光电器件和芯片倒装焊等方面。首先对无焊剂软钎焊的原理和工艺进行了阐述,并指出气氛保护和等离子处理是无焊剂软钎焊的两个主要技术途径。基于上述分析,采用无焊剂软钎焊工艺开展钎料润湿性研究。结果表明,还原气氛保护和等离子处理后,焊料的润湿铺展性能显著提高。

TiAl合金定向凝固过程中与坩埚材料的界面反应研究

对定向凝固过程中Ti-47Al合金与氧化铝、氧化锆和石墨坩埚之间的界面反应进行实验研究。通过用光学显微镜和扫描电镜对凝固组织观察发现,TiAl合金与氧化铝坩埚之间的界面反应较为严重,在凝固组织中形成了大量氧化铝夹杂;TiAl合金与氧化锆坩埚的界面反应仅发生在试样表面,但该坩埚在高温下不稳定,并在试棒表面形成一层无法剥离的粘结层;石墨坩埚中的C元素改变了原有TiAl合金的凝固路径,生成了棒状的γ-TiAl相。

难熔元素对镍基单晶高温合金凝固特性及组织的影响

镍基单晶高温合金的性能与难熔元素Re、W、Ta等的含量之间有着紧密的联系。总结了在镍基单晶高温合金的发展过程中难熔元素添加的特点,综述了难熔元素对镍基单晶高温合金的凝固特性与凝固组织的影响,并指出了其中存在的问题,展望了未来研究发展的方向。

γ-TiAl合金中片层组织取向的控制

γ-TiAl合金是应用前景广泛的轻质高温结构材料,其全片层组织性能具有明显的各向异性。籽晶法定向凝固利用具有特定片层取向的籽晶材料使高温α相沿<1120>方向生长,获得与生长方向平行的定向全片层组织;改变凝固路径法则通过在凝固组织中获得全β相生长,使最终片层组织与生长方向呈0o和45o夹角。本文综述了两种方法控制TiAl合金片层取向的原理及其研究进展,讨论了合金成分、凝固参数对片层取向控制过程的影响。针对国内外γ-TiAl合金定向全片层组织制备的现状,提出了需要进一步研究的问题。

SAC305无铅钎料在Au/Ni镀层上的铺展性能研究

文章阐述了钎料润湿的基本原理,分析了关键工艺参数对钎料铺展性能的影响规律。针对温度、时间和表面状态等关键参数/状态,对无铅钎料SAC305在Au/Ni镀层上的铺展性能开展试验研究。结果表明,随着焊接温度和保温时间的增加,无铅钎料SAC305的铺展性能明显改善,铺展系数逐渐趋于100%。同时,通过RF的Ar等离子对钎料进行表面预处理也能够使其铺展性能有所改善。试验结果与理论分析具有较好的一致性。

行波磁场在晶体生长过程中的研究进展

针对行波磁场的应用评述了其近几年理论和实验的研究进展,包括行波磁场原理、行波磁场发生器的设计、行波磁场在晶体生长过程中的效应。论述了在晶体生长过程中行波磁场引起的子午线流对导电熔体的稳定性、生长界面形貌和溶质分布的影响,指出了该领域当前研究存在的问题并展望了其发展趋势。

基于CBGA技术的双频段四通道变频SiP

在现代雷达系统中,相控阵雷达以其得天独厚的优势依然占据着强势的地位,其中作为核心器件的收发组件发挥重要的作用。伴随着组件高集成、小型化和轻量化的需求,系统级封装(SiP)的技术得以迅猛的发展。本文设计完成了一种基于陶瓷球栅阵列(CBGA)封装的集成S波段和P波段的四通道变频SiP模块,共集成4路S波段变频和1路P波段双向放大芯片,可切换4种工作模式。四通道的带内发射高、低增益值约为30 dB和14 dB,带内接收高、低增益值约为48 dB和35 dB,满足设计要求。此外,变频SiP通过CBGA方式组装在印刷电路板(PCB)上,器件通过100次-55~125℃的温度循环试验,板级可靠性较高。

LTCC表面金属化的可焊性研究

采用还原气氛焊接,研究了LTCC基板的表面金属化工艺对In-Sn、Pb-Sn和Au-Sn焊料可焊性的影响。结果表明厚膜烧结的PdAg导体可焊性较差,In-Sn和Pb-Sn焊料在其表面分别出现了不润湿和溶蚀现象。通过对LTCC基板表面导体进行电镀改性,Cu/Ni/Au镀层提高了Pb-Sn和Au-Sn焊料的可焊性,而Cu/Ni/Sn镀层则提高了In-Sn和Pb-Sn焊料的可焊性。最后,对提高可焊性的因素进行了讨论。

流动对DZ125合金定向凝固组织的影响

通过电磁感应加热和液态金属冷却相结合的实验方法,制备了不同流动强度下的DZ125高温合金定向凝固试样,并且引入泰勒数对流动强度进行定量表征,以研究不同流动强度对凝固组织的影响。结果表明:随着流动强度的增大,枝晶的定向性逐渐变差;随着泰勒数从900增大到38300,一次枝晶间距从124.6μm变化至103.2μm、84.0μm、76.9μm,呈指数衰减。

电子产品大面积钎焊用钎剂的研究

无论对于地面还是航空航天环境下服役的电子产品,其电路基板的大面积钎焊均一直被钎透率不足、钎剂残留物多且难以清洗的问题所困扰。在跟踪了大量产品的大面积钎焊生产工艺后,在该领域首次提出配套Sn-Pb焊片的钎剂不匹配是造成上述困境的根本原因。随后选取了四种不同钎剂分别用于地面件和航天件等产品中,以进行钎透率、钎剂残留物漫流等验证试验,进一步归纳分析了钎剂残留物对钎焊质量的影响,最后针对RoHS、WEEE等禁铅指令全面贯彻实施后,产品大面积钎焊钎剂应用过程中存在的问题,提出了相应的解决措施,对于进一步提高电子产品的性能及其可靠性具有理论和实践上的指导意义。

微波组件高可靠阻焊研究

在高密度及垂直互连微波组件的封装过程中,经常遇到因钎料在镀金层上铺展速度过快而导致的钎料漫溢和钎透率不足等钎焊问题,造成组件的失效。针对生产过程中出现的这些问题,提出了一种非接触式的激光阻焊技术。该技术通过聚焦激光束在金工件及基板表面快速形成阻焊框线,有效控制了钎焊过程中液态钎料在工件表面的铺展。该技术可作为传统阻焊技术的补充,提高了微波组件的钎焊可靠性。

基于微同轴技术的射频传输及器件设计

阐述射频微系统的微同轴结构在高频段、低损耗传输中的优势。探讨微同轴的基本结构及工艺流程,加工过程中存在的厚胶光刻、金属平坦化处理中的问题,分析国内相关单位在基于微同轴结构设计的功分器、滤波器、转换结构方面取得的进展。

定向凝固DZ125合金的溶质分配系数及偏析行为的研究

采用定向凝固技术结合液淬法对DZ125合金平界面和枝晶生长条件下溶质的偏析行为进行了研究,通过EPMA定量测定γ基体中各元素的溶质含量和淬火平界面两侧固相和液相中的溶质含量,分别获得了溶质再分配后固相中的溶质分布状态及溶质分配系数.结果表明,平界面生长条件下,液相中的熔体流动使溶质再分布始终处于非稳态.Al,Ti,Ta,Mo和Ni元素的溶质分配系数小于1;而W,Cr和Co元素的溶质分配系数大于1,溶质分布状态满足Scheil模型.枝晶与平界面生长的溶质偏析行为基本一致,然而,固相反扩散显著降低了枝晶生长过程中的溶质偏析.

高温度梯度定向凝固镍基高温合金DZ125的组织演化

采用液态金属冷却(LMC)定向凝固结合液淬法,在温度梯度(G)为250K/cm,凝固速率(V)为2—400μm/s的条件下系统研究了镍基高温合金DZ125的固/液界面形态、胞/枝晶间距及MC碳化物形态.随着V的增大,界面形态经历了浅胞状→深胞状→粗枝晶→细枝晶的转变.一次胞晶间距随着V的增大而增大,当V=5μm/s时,固/液界面达到胞枝转变点,且一次枝晶间距达到最大值.当V≥10μm/s时,一次枝晶间距和二次枝晶间距随着V的增大而减小.MC碳化物生长形态随着V的增大由胞枝转变点的八面体依次向骨架状、汉字体状、细小枝晶转变.分析表明,一次枝晶间距与Trivedi模型和Ma模型吻合较好,同时,低速下(V≤50μm/s)一次枝晶间距与Hunt-Lu模型吻合得很好,但高速时发生了明显的偏差.通过非线性拟合得到一次枝晶间距和二次枝晶间距与V分别满足λ_1=314.6V^(-0.24±0.02)和λ_2=97.76V^(-0.33±0.01).MC碳化物在凝固中后期由液相析出,其形态主要受到固/液界面形态和V的影响.

定向凝固镍基高温合金DZ125平界面生长的微观组织演化

采用液态金属冷却(LMC)定向凝固技术,对镍基高温合金DZ125在凝固速率为1.5μm/s的条件下其平界面生长的微观组织演化规律进行了研究.结果表明:凝固组织演化经历3个不同的阶段,当凝固分数f_s≤0.26时,为单相γ组织,基体中零星分布着细小的颗粒状的未熔HfC;当0.26<f_s<0.86时,为γ/MC共生组织,MC为纤维状或者板片状;当f_s≥0.86时,为γ/γ′共晶组织和分布于其中的粗大块状MC.EPMA结果表明:Al,Ti,Ta和Mo含量随f_s的增大而增大;而W,Cr和Co含量随f_s的增大而减小.分析指出,凝固组织转变是由于溶质再分配产生的宏观溶质分布不均匀造成的.

Sn-0.7Cu-xCe无铅钎料与Cu基板间的界面反应

通过回流焊等方法,研究了微量稀土Ce在钎焊和时效过程中对Sn-0.7Cu无铅钎料与Cu基板间金属间化合物(IMC)的形成和生长行为的影响。结果表明:钎焊时Sn-0.7Cu-xCe/Cu界面反应生成的IMC均为Cu6Sn5,其厚度随着焊接温度的升高而增加;另外,Ce含量的增大会促进界面处IMC的生长。时效后,连续的Cu3Sn相在Cu6Sn5与Cu基板间形成,且其厚度随着时效时间的增大而增大;Sn-0.7Cu-xCe/Cu固-固界面反应时总的IMC的厚度随着时效时间呈指数增加,Sn-0.7Cu-0.1Ce和0.5Ce钎料IMC厚度的时效时间增长指数分别为0.30和0.26。

Sn-58Bi-0.5Ce/Cu界面金属间化合物的性能研究

研究了Sn-58Bi-0.5Ce/Cu钎焊接头在120℃时效过程中界面组织形貌及金属间化合物层(IMC)的厚度变化。结果表明:在Sn-58Bi-0.5Ce/Cu钎焊接头界面处形成了较为平坦的双层金属间化合物,靠近钎料的上层为Cu6Sn5相,邻近Cu基板的下层为Cu3Sn相。等温时效处理后,IMC层逐渐凸起,且随着时效时间的增加,IMC层不断增厚。通过对实验数据进行拟合,得到钎焊接头界面IMC层的生长速度常数为5.77×10–17m2/s。