表面镀层与无铅锡膏焊接兼容性的研究

印制电路板组装(PCBA)中,焊点作为电气连接和机械支撑结构,对电子产品的可靠性起着至关重要的作用。以A、B 2种锡膏为研究对象,分别与有机可焊性保护层(OSP)、化学镍金(ENIG)表面处理的印制电路板(PCB)进行焊接,对形成的焊点进行焊接质量评估。结果表明锡膏A相对于锡膏B在焊接后空洞较少,在抵抗冲击方面锡膏A要更优,但剪切强度却是锡膏B更优;ENIG表面处理下焊点的抗剪切强度要优于OSP表面处理下的焊点,OSP镀层形成的金属间化合物(IMC)则更为均匀。

堆叠封装中不同直径铅锡焊球的剪切性能

铅锡(63Sn37Pb)焊球由于其优异的热机械性能,目前仍普遍应用于航天等领域。随着高集成度三维(3D)堆叠封装的广泛应用,焊球的剪切性能成为影响封装器件可靠性的关键因素。通过焊球剪切试验以及失效分析,结合焊球剪切试验有限元模拟,研究了单个铅锡焊球的剪切性能,对比分析了焊球的弹塑性模型和Anand粘塑性模型,在仿真分析中考虑了温度对剪切曲线的影响。研究结果表明,焊球剪切强度随焊球直径的增加而减小,随剪切速率的升高和剪切高度的降低而增大;焊球剪切后的失效模式主要表现为焊料断裂;Anand粘塑性模型比弹塑性模型更接近试验结果。该研究结果可为3D堆叠封装中铅锡焊球设计和有限元模型选择提供有益参考。

九连墩楚墓青铜器铅锡焊料的耐腐蚀机理

用能谱、X射线衍射、X射线荧光光谱和金相等分析手段,研究九连墩楚墓出土的战国青铜文物的铅锡焊料的基体和锈蚀产物,发现产物致密、均匀,主要由PbCO3、Pb和SnO2组成.整个埋藏环境相对密闭,总体呈中性,HCO3-浓度较高.这些因素共同作用,减缓了铅锡焊料的腐蚀,使大部分青铜器完好地保存了下来.

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铅锡合金焊料中铅镉铬和汞

采用微波消解技术,将电子电气产品中铅锡合金焊料样品用氢氟酸、硝酸和过氧化氢加热溶解后,加入硼酸以便掩蔽过量的氟离子,用双向视电感耦合等离子体原子发射光谱仪同时测定铅、镉、铬和汞,方法的检出限为0.002 1-0.017 mg·L^-1,方法的回收率和精密度分别为94.9%-101.0%和0.25%-3.40%。

铅锡合金表面钝化层的XPS研究

采用X射线光电子能谱(XPS)对铅锡合金表面钝化层的组分与结构进行分析,目的是要确定钝化层中各元素的化学价态和存在形式,并试图明确锡对钝化膜导电能力的影响。结果表明:钝化膜具有分层结构,表层由SnO2,SnO,PbSO4,PbOx(1<x<2)和PbOx·Sn1-xO2组成,内层为SnO2,SnO,PbO,PbOx和PbOx·Sn1-xO2。内层钝化膜的导电性优于表层,锡能促进生成电阻远小于PbSO4和PbO的铅的过渡氧化物PbOx(1<x<2),从而提高其电导率。但是,内层的物质构成和分布并不均匀,出现了非导电区(极少量)和导电区并存的现象,而外层并没有类似情况发生。钝化膜自外向内含铅量和含锡量均呈上升趋势,含氧量呈下降趋势,锡的增值幅度随母体含锡量的减少而增大,但铅浓度的变化规律与之相反。

用硫酸从锌铅锡烟尘中浸出锌及富集铅锡试验研究

研究了用硫酸从火法处理电镀污泥所得富含锌铅锡烟尘中浸出锌并富集铅、锡,考察了硫酸质量浓度、温度、浸出时间、液固体积质量比对锌浸出率的影响。结果表明:采用两段逆流酸浸工艺,在液固体积质量比3/1、温度80℃、浸出时间1h、一段浸出硫酸质量浓度30g/L、二段浸出硫酸质量浓度110g/L条件下,锌浸出率达96.44%,渣中锌质量分数降至0.91%,渣中铅、锡分别富集至20.13%和36.86%。通过锌的浸出及铅锡富集,实现了有价金属综合回收。

分子相互作用体积模型在真空蒸馏分离铅锡合金中的应用

运用分子相互作用体积模型(MIVM),结合Pb、Sn的无限稀活度系数γ∞Pb、γ∞Sn,通过牛顿迭代法计算出参数Bij和Bji,利用参数Bij和Bji计算Pb-Sn合金中Pb、Sn的活度系数γPb,γSn。并利用γPb,γSn进一步计算出Pb-Sn合金中Pb的分离系数βPb,结果表明βPb》1,Pb、Sn能够彻底地分离。同时用γPb,γSn绘制出气液相平衡图,结果表明,900℃、液相中锡含量为85%时,气相中含锡仅为0.008%。以上热力学分析表明,Pb、Sn能够通过真空蒸馏实现良好分离。进一步实验验证结果表明,900℃、20 min条件下,液相中含锡为85%时,气相中含锡为0.112%,实验结果与预测结果吻合较好。此研究为真空蒸馏分离Pb-Sn合金提供了很好的理论依据和实验基础数据。

铅锡合金在硫酸溶液中生长阳极Pb(Ⅱ)氧化物膜的机理

用交流阻抗、开路电位衰退及线性电位扫描等方法在 0 .9V( vs.Hg/Hg2 SO4)和 4 .5 mol/L H2 SO4溶液中 ,研究了铅及 Pb-Sn合金电极上所生长的阳极氧化物膜 .实验结果表明 ,阳极膜由溶解 -沉淀机理控制生长 ,膜中微粒间为液膜 ,借助液膜作为离子通道可使膜中微粒发生阳极反应 ,锡有利于膜中 Pb O微粒表层阳极氧化为 Pb O1 + x( 0 <x<1 )

超重力对铅锡共晶凝固组织的影响

采用臂长为1．3m的离心机实现1、5、10、15g（1g=9．8m·s-2）四个重力水平；利用Bridgman法使Ph－Sn共晶单向凝固，以观察重力对凝固组织的影响结果表明，随重力水平的提高，共晶晶团尺寸减小，而共晶相间距不变。

化学镀铅锡合金

研究了化学镀铅锡合金过程中各影响因素对镀层的组成和厚度的影响。施镀过程在 pH =7.0 ,6 0～70℃的条件下进行 ,用Na2 CO3 作为pH调节剂 ,化学镀槽液组成为 :Pb2 + 0 .0 0 1mol/L ,Sn2 + 0 .0 75～ 0 .0 80mol/L ,EDTA 0 .0 7～ 0 .10mol/L ,柠檬酸钠 0 .0 8～ 0 .12mol/L ,辅助络合剂 0 .2mol/L ,还原剂 0 .0 15～ 0 .0 5 0mol/L。该条件下得到了光亮的铅锡合金镀层。并对化学镀成膜机理及各影响因素等作了初步探讨。

微量元素对铅锡青铜组织与性能的影响

为了提高铅锡青铜与钢双金属的结合强度,研究了不同加入量的稀土元素和磷以及浇注温度对铅锡青铜组织及性能的影响。结果表明:在铅锡青铜中加入微量的稀土元素和磷能显著提高其抗拉强度和耐磨性,并可有效细化组织,改善性能。在浇注温度为1250℃、镧铈稀土含量为0.2%、P含量为0.5%时,铅锡青铜的抗拉强度达到192MPa。

铅锡合金的真空蒸馏深度脱铅(英文)

采用分子相互作用体积模型计算在777℃时不同Pb含量铅锡合金的活度系数,结果与实验值符合较好。对800～1300℃全成分范围内铅锡合金的活度系数进行预测,为铅锡金真空蒸馏分离提供必要的热力学参数。对两种不同铅含量的铅锡合金进行小型和工业实验,将锡中的铅含量降至0.01%以下。设计全成分范围的铅锡合金真空蒸馏处理流程,对铅含量10%～90%的铅锡合金经真空蒸馏处理后可得到纯度为99.5%的粗铅和铅含量在0.01%以下的精锡。

离心铸造高铅锡青铜合金摩擦磨损性能研究

采用离心铸造方法制备了高铅锡青铜(ZCu Pb22Sn1.5)合金,研究了载荷和摩擦速度对其摩擦磨损性能的影响及摩擦磨损机理.研究发现:在0.05 m/s摩擦速度下,随着载荷的增加,高铅锡青铜合金摩擦系数减小,磨损率增加,当载荷增加到120 N后,摩擦系数趋于稳定;在100 N载荷下,随着摩擦速度的增加,摩擦系数逐渐减小,磨损率增加,摩擦速度增加到0.10 m/s以后,摩擦系数迅速减小,到0.20 m/s以后摩擦系数趋于稳定;当继续增加载荷和摩擦速度时,由于铅润滑膜的破坏而增加了磨损率.在摩擦磨损过程中容易在摩擦表面形成软质铅润滑膜从而起到耐磨作用.

锡含量对铅锡合金析氧行为的影响

采用气体收集、线性电位扫描和交流阻抗等方法,研究了不同锡含量的铅锡合金电极在H2SO4中的析氧行为。随着锡含量的增加,氧气析出的体积逐渐减少,析氧电流逐渐减小,铅锡合金电极上的析氧电化学电阻增大,电容减小。掺锡抑制了氧气的析出。

铅锡锑冶炼浮渣的锡锑分离

采用碱性浸出技术对铅锡锑冶炼浮渣中的锡锑分离进行研究。试验表明,控制初始溶液NaOH浓度120~150g/L、浸出液固比L/S=2∶1、反应温度40℃、氧化剂加入量为物料量的3%~5%、反应时间2h的情况下,锡的浸出率可达到85%以上,而锑基本不浸出。富集了铅锑的浸出渣可直接返回铅锑合金熔炼系统,铅锡浸出液经结晶后得到含锡40.7%的锡酸钠。

电积铜用新型铅锡锑阳极和工业用铅钙锡阳极性能研究

通过电化学方法研究了浇铸的新型Pb-0.6%Sn-0.6%Sb阳极和工业用的Pb-0.06%Ca-0.6%Sn阳极在CuSO4-H2SO4体系下的电化学性能,结果表明新型的Pb-0.6%Sn-0.6%Sb阳极电催化性能和耐蚀性能均比Pb-0.06%Ca-0.6%Sn阳极优异.采用扫描电子显微镜观察了两种合金材料极化24h后的表面形貌,图像显示Pb-0.6%Sn-0.6%Sb合金阳极表面形貌更为均匀和致密.X-射线衍射图显示,对应PbO的衍射峰Pb-0.6%Sn-0.6%Sb阳极材料比Pb-0.06%Ca-0.6%Sn阳极材料的弱,但PbO2的衍射峰Pb-0.6%Sn-0.6%Sb阳极材料比Pb-0.06%Ca-0.6%Sn阳极材料的强,说明Pb-0.6%Sn-0.6%Sb阳极的导电性比Pb-0.06%Ca-0.6%Sn阳极要好.电沉积铜的对比实验表明,Pb-0.6%Sn-0.6%Sb合金材料的槽电压比Pb-0.06%Ca-0.6%Sn合金材料要低,电流效率有所提高,同时阴极铜和电解液中铅含量也较小.

铅锡合金镀层的润滑减摩性能研究

减摩涂层是降低航空发动机零件磨损的有效手段之一,为此,制备了铅锡合金镀层,并通过摩擦磨损仪、盐雾试验、金相显微观察和镀层结合力测试等手段,对所研究的铅锡合金减摩镀层与几种常用航空润滑减摩镀层的摩擦磨损性能进行了对比研究。结果表明,铅锡合金减摩镀层比常用的铅镀层、铅铟镀层、银镀层等具有更小的磨损量和更低的摩擦系数,结合强度和耐蚀性能也较好,是一种综合性能优良的润滑减摩镀层。

EDTA滴定法测定铅锡合金中铅

建立了沉淀分离-EDTA滴定法测定铅锡合金中铅的分析方法。用硫酸溶样,在酒石酸存在下,铅生成硫酸铅与锡分离,然后硫酸铅转化成乙酸铅,在pH 5.5的乙酸-乙酸钠缓冲溶液中,以二甲酚橙为指示剂,用EDTA标准溶液滴定测出铅的含量。方法应用于实际样品测定,结果与认定值或原子吸收法相符,回收率介于98%～101%之间。精密度实验中,两个实际样品测定结果的相对标准偏差分别为0.13%(n=9)和0.14%(n=9)。方法操作简单、测定快速,适用于铅锡合金中铅的测定。

用标准加入原子吸收分光光度法测定铅锡合金镀液中铅的浓度

采用标准加入原子吸收分光光度法测定铅锡合金锭液中铅的浓度,试验确定了最佳的测定条件。结果表明,该方法简便、快速、干扰小,测定的准确度和精密度高,适用于电镀过程中铅浓度的跟踪测定。

DUO-ICP-AES测定铅锡合金焊料中的铅镉铬汞

应用微波消解系统，将电子电气产品中铅锡合金焊料样品用1mL浓氢氟酸、5mL浓硝酸和5mL浓过氧化氢加热溶解后，加入10mL4％硼酸掩蔽过量的氟离子。然后用双向视电感耦合等离子体原子发射光谱仪（DUO—ICP—AES）同时测定溶液中的铅、镉、铬和汞。方法的检测限为0．0022～0．015mg·L^-1，方法的回收率和精密度分别为94．5％～98．7％和0.34％～3.36％。