无铅焊膏用助焊剂的制备与研究

无铅焊膏用助焊剂需要一定的黏性,选择有机酸和有机胺混合作为活性物质,配合一定量的松香配制出一种助焊剂。通过控制助焊剂中松香的含量,降低不挥发物的含量,减少残留物对元器件的腐蚀。依据标准对所配制的助焊剂进行了性能测试,并与一种松香含量较高的助焊剂比较。结果表明:助焊剂的松香含量降低约10%,在260℃焊接后不挥发物含量降低了近6%,黏度较好,无卤化物,无毒,环保,符合焊膏用助焊剂的要求。

无铅焊膏的设计与展望

分析了无铅焊膏的构成和技术要求。对无铅焊膏用焊粉及助焊剂配方设计的现状进行了讨论,焊粉的成分多为Sn、Ag和Cu,粒度越来越多地采用20μm;助焊剂多为改性松香、有机酸活化剂等。展望了无铅焊膏的研究与发展趋势。

无铅焊膏用无卤素松香型助焊剂的研制

通过筛选试验,调整溶剂、松香和活化剂的含量,确定助焊剂中主要成分的最佳配比。根据国标GB/T9491—2002,测试助焊剂的扩展率、腐蚀性及其他性能,并根据日本工业标准JISZ3198—4—2003进行润湿力测试。结果表明:当助焊剂中有机酸活化剂质量分数为9%、m(水白松香):m(聚合松香)为2:3时,助焊剂具有良好的物理稳定性和润湿性,平均扩展率最高能达到76.00%。焊后铜片无腐蚀,残留物少且成透明膜状。

SnAgCu无铅焊膏用活性物质研究

以SnAgCu无铅焊膏铺展性能为主要指标,通过回流焊接实验,对用于助焊剂的17种有机酸活性物质进行了筛选。选取两种性能较好的有机酸配成复合活性物质,并对该活性物质的组成进行优化。用湿热试验测试焊后残留物的腐蚀性。结果表明:以羧基官能团比例为3:7的丁二酸和一元酸A混合物作为活性物质,并添加质量约0.66%的乙醇胺调整酸度,得到了pH值约为3的助焊剂;此助焊剂性能优良,可使焊点铺展率达到84%。使用含有此助焊剂的焊膏,采用回流焊接工艺在PCB板上贴装片式元件,所得焊点光亮饱满,且焊后残留物无腐蚀性,可以实现免清洗。

SnAgCu无铅焊膏用溶剂的优化研究

以SnAgCu无铅焊膏铺展性能和焊点形貌作为评价的主要指标,通过回流焊接实验,对常用于焊膏的10种溶剂进行了单一溶剂优选,并对两种性能较好的溶剂进行复配优化研究。结果表明:A醇、二缩三乙二醇和B醚作为单一溶剂时焊膏的润湿性较好、焊点外形较饱满,铺展率都大于83%;A醇和B醚按质量比3:2复配时得到的焊膏铺展率达到93%以上,抗塌落性好,且焊点外观规则、光亮饱满、表面氧化物较少。

无铅焊膏中松香含量对焊点剪切强度的影响

对不同松香含量的助焊剂进行了润湿力性能测试和黏度测试。用这些助焊剂配制成焊膏,并对焊后的焊点进行了剪切试验,以此来测定不同的松香含量下焊点的剪切强度。结果表明:焊膏的黏度随着松香含量的增加而增加,而其润湿力逐渐降低。当松香的质量分数为42.69%时,焊点的剪切强度可达48.36MPa,焊膏焊接性能良好,焊点饱满光亮。

SnAgCu无铅焊膏可印刷性及焊点微观结构研究

焊膏的印刷质量及焊点的微观结构直接影响产品的最终性能和使用效果.通过对焊膏印刷性能及焊点微观结构的研究,可以制定出合适的印刷和焊接工艺,从而提高产品的最终性能和使用效果.本文以紧耦合气雾化法制备的SnAgCu合金粉末为原料,对不同质量配比下焊膏的流变和塌陷性能以及焊点的微观结构进行研究,采用旋转流变仪和扫描电镜分别对焊膏流变性能和焊点微观结构进行测试和观察.研究结果表明:焊膏黏度随合金粉末质量分数的增加而增大,但随着角速度的增大而减小;合金粉末质量分数为87.5%时所配制焊膏黏度为256.6 Pa.s,此时焊膏可印刷性好;焊膏焊接后焊点为圆形,饱满光亮,有少量助焊剂残留,其IMC层厚度为5～10μm,成分为Cu6Sn5.

无铅焊膏在电子封装组装中的应用

随着人们对环境的日益重视和电子封装组装焊接技术的发展 ,合金焊膏的无铅化和质量的要求越来越高。开发无铅、无毒焊膏成为焊膏开发的重要方向。本文论述了几种无铅焊膏Sn -Ag系 ,Sn -Bi系和Sn -Zn系的特点。同时 ,也检测和评价了一种Sn -Ag免洗焊膏 ,其绝缘抗阻性、抗腐蚀性、产品清洁度和产品可靠性等均符合要求。

无铅焊膏用松香型助焊剂活化点的研究

论述了无铅焊膏用松香型助焊剂活化点研究的重要性,探讨了活化点的物理意义及其影响因素。实验结果表明,无铅焊膏用松香型助焊剂的活化点就是松香树脂酸在有机溶剂中电离溶解平衡常数的升温曲线的拐点,松香种类对其活化点没有影响,决定其活化点的影响因素是松香本身的物理化学性质、溶剂以及有机酸的电离常数。

无铅焊膏工艺适应性的研究

无铅焊膏是适应环保要求的一种绿色焊接材料,其质量的优劣直接决定着现代表面组装组件品质的好坏,为了检测与评价无铅焊膏的性能,研究影响其焊接可靠性的因素,实验研制了一种Sn-Ag-Cu无铅焊膏,并根据其本身的材料特性和实际工艺性能结合IPC的有关标准设计了整套试验,包括:焊膏黏度测试、塌陷实验、焊球实验以及铜板腐蚀测试等。研究结果表明:焊粉的质量分数与焊膏黏度呈正比关系;高温高湿环境下焊膏的可靠性降低,焊后残留物的腐蚀性增强;焊膏过多暴露在氧化环境中易引起焊料成球等焊接缺陷。

无铅焊膏用助焊剂研制

对助焊剂的活性组分和其他组分采用正交试验进行筛选,根据工业标准对其进行了焊料铺展面积测试,效果较好的活性剂进行复合处理,对配制出的活性剂溶液加入松香配制成助焊剂进行性能测试。结果表明:当有机酸和三乙醇胺的质量比为12:1,占助焊剂质量分数的13.68%时,溶液的pH值达到3.94,扩展率可达80.06%,钎焊后的焊点光亮、无飞溅、残留量低。

SnAgCu无铅焊膏用活性剂的优化研究

以SnAgCu无铅焊膏铺展性能、接触角和焊点形貌作为评价的主要指标,通过回流焊接实验,对常用于焊膏的5种活性剂进行了单一活性剂优选,并对三种性能较好的活性剂进行复配优化研究。结果表明:丁二酸、苹果酸、硬脂酸作为单一活性剂时助焊剂的润湿性较好,并且其焊点铺展良好、焊点光滑;通过组合方法,对筛选出来的三种活性剂进行接触角测试,得到比例为6:2:2(丁二酸:苹果酸:硬脂酸)润湿性能最好,并且焊点圆润光滑,铺展性能良好。

低Ag无铅焊膏板级封装部件的可靠性研究

针对低Ag无铅焊膏的市场需求，研制开发了一种新型低Ag无铅焊膏（WTO-LF3000 SAC0307）。研究了这种低Ag无铅焊膏的印刷性和回流焊工艺适应性。采用3D显微检查法对印刷焊点质量进行了检测，用X-RAY对焊点焊后气孔进行检测和评定，用板级跌落试验和震动试验考核了焊后试板的电气可靠性。试验表明：所开发的新型低Ag无铅焊膏其熔点和润湿性要求符合产品要求；配制的焊膏印刷质量良好，没有塌陷、桥连和拉尖现象；切片观察其空隙率满足IPC-A-610D〈25％之要求；跌落试验和震动试验测试后，测试板功能正常，无焊点脱落等异常现象。改产品可应用于高端电子产品的封装。

无卤素低银无铅焊膏的研制

以铺展性能为主要评价指标,探讨无卤素低银无铅焊膏中活性剂的选择。对常用于助焊剂的10种有机酸活性物质进行筛选,从中选取一种性能优异的己二酸与已知两种羧酸配成复合活性物质,并通过正交实验对三种有机酸的复配比例进行优化。通过正交试验,调整溶剂、松香、活性剂和表面活性剂的含量。结果表明:溶剂、松香、表面活性剂和活性物质质量分数分别为36%,35%,5%和6%,羧酸X、羧酸Y与己二酸的比例为1:2:4时,焊膏有良好的润湿性和抗塌陷性,锡珠试验达到标准一级水平。

无铅焊膏的选择与评估

无铅焊膏已经完全取代了有铅焊膏在电子制造行业中的地位，随着无铅的全面使用，同样给焊膏印刷带来了新的难题。有铅转无铅，涉及两个最大的材料难题就是焊膏与元器件，如何选择到合适的焊膏将决定电子产品未来的质量，选择之前必须做好有针对性的评估，结合焊膏自身特性以及SMT制造工艺综合考虑，以期实现电子产品组装直通率与过去相当甚至更好。

低银无铅焊膏板级封装工艺和焊点可靠性试验

针对低Ag无铅焊膏的市场需求,研究开发了一种适用于99.0Sn0.3Ag0.7Cu低Ag无铅焊膏用松香型无卤素助焊剂(WTO—LF3000),配制了相应的无铅焊膏(WTO—LF3000—SAC0307),并对其板级封装工艺适应性及焊点可靠性进行了考察,用测试后样品的电气可靠性作为接头可靠性评价条件。结果表明:所开发的低Ag无铅焊膏熔点和润湿性符合产品实际要求。配制的焊膏印刷质量良好,焊点切片观察其孔隙率<25%,满足行业标准IPC—A—610D之要求。样品分别经跌落、震动和温度循环试验后,无焊点脱落等现象,电气功能正常。

Sn42Bi57Ag1无铅焊膏用活性剂的优化设计

针对Sn42Bi57Ag1无铅焊料开发出一种低温无铅焊锡膏,着重研究助焊剂中活性剂对焊锡膏润湿性能的影响。以铺展性能作为主要评价指标,通过回流焊接实验,对用于助焊剂的7种有机酸进行了筛选。最终选取了性能较好的甲基丁二酸、己二酸、水杨酸与丁二酸四种有机酸进行正交试验,通过量化分析选取正交试验水平,根据方差分析确定助焊剂中活性剂的最佳组合。结果表明:有机酸的复配能显著改善焊点铺展情况,当甲基丁二酸、己二酸、水杨酸与丁二酸质量比为2∶3∶5∶2时,Sn42Bi57Ag1无铅焊膏的润湿性能优异,焊点铺展率达86.52%。

一种新型无铅焊膏抗冷热循环性能

对一种新型低银Sn-Ag-Cu-Bi-Ni(SACBN07)焊膏与市场上的SAC305焊膏进行抗冷热循环性能对比分析。比较冷热循环前后的微焊点的剪切强度和纳米压痕硬度、分析微量元素对界面组织以及力学性能的影响。结果表明:由于SACBN07中Bi元素的固溶强化和弥散强化的作用,冷热循环前SACBN07剪切强度和纳米压痕硬度值高于SAC305,SACBN07的剪切强度和体钎料的纳米压痕硬度受冷热循环影响较小,经过600h冷热循环后SACBN07焊点硬度降低了17. 4%,剪切强度降低了15. 3%,而SAC305焊点硬度降低了31. 3%,剪切强度降低了23%。SACBN07中Ni元素的加入减缓了界面化合物的生长速度,经过600 h冷热循环后SACBN07焊点界面IMC层厚度小于SAC305焊点。SACBN07的抗冷热循环性能优于SAC305。

助焊剂成分及无铅焊膏的研究进展

根据不同的助焊剂性能特点,总结了溶剂、活性剂、触变剂、抗氧化剂等在助焊剂成分中的研究进展,对无铅焊膏逐渐取代含铅焊膏的现状进行了分析,同时探究助焊剂的成分配比和铺展性能,提出合理的成分方案,并对助焊剂的发展前景进行了展望。

一种新型SnZn系中温高强无铅焊膏制备及性能分析

制备了一种新型SnZn系无铅中温高强焊膏,合金成分为Sn-9Zn-2.5Bi-1.5In,熔点为195℃,具有良好的印刷性能和焊接性能。研究了SnZn焊膏的抗剪强度,并与市场上领先的SnAgCu系焊膏、SnBi系焊膏做对比。结果表明,SnZn系焊膏的抗剪强度在表面喷锡焊盘上优于其他两种焊膏(较SnBi系高14%,较SnAgCu系高25%),在化镍金焊盘上劣于其他两种焊膏,在OSP焊盘上介于两者之间。同时,研究发现SnZn系焊膏在温度曲线最高温度为215℃时获得最佳抗剪强度62.9MPa,通过观察SnZn系焊膏焊点的剖面,分析其元素分布,确定了焊点在元件及焊盘表面形成的金属间化合物(IMC)。