急冷型Sn-Ag-Cu系钎料钎焊接头力学性能与显微组织

采用单辊法制备了急冷型Sn-Ag-Cu系钎料合金,在对其进行熔化温度特性和XRD分析检测后,进行了钎焊工艺试验,并对所得接头的抗剪强度和显微组织进行了测试分析,研究了钎焊温度对接头组织性能的影响。结果表明:在不同的钎焊温度条件下,接头界面处金属间化合物的形成及分布是不同的,并由此导致了接头抗剪强度的变化。

Sn-Ag-Cu钎料的制备与显微组织性能研究

Sn-Ag-Cu系低银钎料凭借其优良的工艺和力学性能被普遍认为是最有前途的含铅钎料替代品。为了研究低银钎料的制备及其显微组织特性,制备银的质量分数分别为0、0.3%、0.5%、1.0%的四组低银钎料。比较分析熔化温度与银的质量分数对低银钎料的熔化特性、显微组织、抗拉强度及润湿特性的影响。结果表明,添加少量的银可以降低锡铜钎料的熔化温度,使锡铜钎料的晶粒变得细小,晶粒排列得更加紧密。当钎料中银的质量分数为1.0%时,钎料的抗拉强度达到47.4 MPa,在紫铜基体上的铺展面积为39.9 mm2,润湿角为5.01°。

Sn-Cu、Sn-Ag-Cu系无铅钎料的钎焊特性研究

制备了Sn-0.7Cu、Sn-3.5Ag-0.6Cu钎料,用润湿平衡法测量了钎料对铜的润湿曲线,研究了温度、钎剂活性、钎焊时间对润湿行为的影响,并与Sn-37Pb钎料进行了比较。结果表明:升高温度能显著改善无铅钎料对铜的钎焊性。当温度<270℃时,Sn-0.7Cu的钎焊性明显低于Sn-3.5Ag-0.6Cu钎料;而当温度≥270℃时,两种钎料对铜都会显示较好的润湿性,而Sn-0.7Cu略优于Sn-3.5Ag-0.6Cu钎料。提高钎剂活性能显著增强钎料对铜的润湿性,其卤素离子的最佳质量分数均为0.4%左右。随着浸渍时间的延长,熔融钎料与铜的界面间产生失润现象。无铅钎料的熔点和表面张力较高,是钎焊性较差的根本原因。

电子组装用 SnBi系无铅钎料合金化研究进展

阐述了无铅钎料合金当前对军事、通信、消费电子等行业发展的重要性,归纳并总结了国际上对其性能的要求, 综述了合金化元素La、Ce混合稀土、Ag元素、Co颗粒、In元素在SnBi钎料合金中的作用及机理,对比了含SnBi钎料的7种二元共晶钎料的部分性能,分析了SnBi钎料合金在钎焊应用过程中存在的不足之处, 提出了相应的改进措施,展望了合金元素改性无铅钎料研究的发展趋势,为进一步开发性能更优良的新型无铅钎料提供了参考依据。

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。

Sn-Ag-Cu-Bi钎料合金设计与组织性能分析

借助于Thermo-Calc热力学计算软件,设计了Sn-Ag-Cu-Bi无铅钎料合金,并与国际上推荐的Sn-Ag-Cu钎料进行了对比试验;研究了Bi元素对钎料组织变化及对拉伸性能、铺展性能和熔化特性的影响。结果表明,Bi元素以单质和固熔形式存在于Sn-Ag-Cu合金中,Bi元素的添加使基体组织有所细化,抗拉强度明显提高;Bi元素能改善Sn-Ag-Cu无铅钎料对铜的润湿铺展性能,可有效降低合金熔点;用DSC(differential scanningcalorimeter)测试钎料的熔化温度为212℃,熔点比Sn-Ag-Cu降低了近6℃,与热力学计算结果(212.78℃)相近。试验测试与热力学计算的比较相符,说明了热力学计算在无铅钎料合金设计中应用的可行性。

电子组装用SnAgCu系无铅钎料合金与性能

论述无铅钎料替代的紧迫性,综述无铅钎料的发展现状,特别讨论了以SnAgCu三元系合金为代表的无铅钎料的特点与优势。SnAgCu三元钎料合金在一个较大成分范围熔化温度都接近共晶温度,在SnAgCu钎料合金中添加微量La、Ce混合稀土,构成新的四元合金,既能保持SnAgCu钎料的优良物理性能及钎焊工艺性能,又能显著提高SnAgCu合金的抗蠕变性能及服役可靠性,同时钎料成本低廉,具有自主知识产权,在钎料的生产和使用上将免于国外专利的困扰,为国内钎料生产企业提供了有竞争性的无铅焊料合金。另外,采用微米／亚微米颗粒,可进一步增强无铅钎料的抗蠕变性能及组装接头的尺寸稳定性,可满足光通讯、宇航、汽车等电子设备制造的特殊要求。

电子组装用SnAgCu系无铅钎料的研究进展

SnAgCu钎料广泛应用在电子组装领域,被认为是传统SnPb钎料的最佳替代品。但与Sn63Pb37钎料相比,SnAgCu钎料抗氧化能力差,钎料内部及焊点界面存在脆性金属间化合物块及服役期间焊点抗蠕变、疲劳性能较低。添加合金元素和纳米颗粒可以显著改善SnAgCu钎料的组织和性能,提高焊点可靠性。这对发展新型高性能无铅钎料是一个行之有效的办法。本文结合国内外SnAgCu系无铅钎料的最新研究成果,全面阐述了合金元素和纳米颗粒等因素对钎料的润湿性、抗氧化性以及焊点显微组织和可靠性的影响,指明了该钎料目前研究中存在的问题及今后的研究方向。

含稀土Sn-Zn-Bi系无铅钎料润湿性能的研究

通过向Sn-Zn-Bi系钎料合金中添加适量合金元素Ga,Cu和La,制备了对Cu母材具有较好润湿性能的Sn-8.9Zn-2.7Bi-1.0Ga-0.5Cu-0.2La无铅钎料,其润湿角为25.1°。同时,还研究了无铅钎料中稀土元素La以及合金元素Ga的微量变化对钎料的润湿性及与母材金属结合界面组织结构的影响。研究发现,La和合金元素Ga的含量对Sn-Zn-Bi系无铅钎料润湿性能有较大影响,适量添加无论是在空气中还是在氮气保护下,均可以改善钎料的润湿性。

合金元素对Ag-Cu-Zn系钎料影响的研究现状及发展趋势

介绍了银基钎料的基本性能、应用现状及其分类,重点介绍了Ag-Cu-Zn系钎料的国内应用状况,并对该系列钎料的基础成分进行了简单分析。概述了Ag-Cu-Zn系钎料中杂质元素的研究状况及应对措施。分析了国内市场上无镉银钎料、含镉银钎料的性能、特点及主要用途。阐述了添加不同合金元素Mn和Ni、Si和P、Ga和In及稀土元素对Ag-Cu-Zn系钎料性能的影响,展望了Ag-Cu-Zn系钎料的发展方向,并指出通过添加多种微量元素优化钎料成分来保持原有优良性能将是未来研究的重点和热点。

Sn-Ag-Bi系钎料焊接性能研究

讨论了电子软钎料的钎焊性能及其影响因素,钎料的钎焊性能很大程度取决于钎料对基板的润湿性能,而润湿性能与液态钎料在基板上的液、固、气三相界面张力有关。通过建立简化的数学模型,得出了润湿角与钎料熔滴铺展面积间的数学关系式。文中采用铺展面积法对Sn-Ag-Bi系钎料钎焊性能进行评估,结果表明在添加少量的Zn,可在一定程度上提高钎料的润湿性能,并可减少Bi的用量。

Sn-Zn-Bi-X(Ag,Cu)系钎料的断裂韧性研究

通过对两种具有代表性的无铅软钎料断口的分析,介绍了Sn-Zn-Bi-X(Ag,Cu)系钎料合金的断裂韧性的初步研究结果,发现Bi固溶于钎料基体导致了钎料合金脆性的增加,随着Bi含量的增加,脆性随之增大。同时发现,钎料的冷却方式对钎料的脆性倾向有较大的影响。

三种典型Sn-Ag-Cu无铅钎料的组织和性能研究

对比研究了三种典型标称成分的Sn-Ag-Cu钎料(即日本JEIDA推荐的Sn-3.0Ag-0.5Cu、欧盟IDEALS推荐的Sn-3.8Ag-0.7Cu和美国NEMI推荐的Sn-3.9Ag-0.6Cu)的显微组织特征、熔化特性、润湿性以及钎焊接头微焊点的力学性能等。结果表明,三种钎料的组织和性能非常接近。然而从性价比等方面综合考虑,Sn-3.0Ag-0.5Cu为三种钎料中最具优势的替代传统Sn-Pb钎料(共晶和近共晶钎料)的无铅合金。

合金元素对Cu-P系钎料性能影响的研究现状

综合介绍了国内外对Cu-P系钎料的研究现状,阐述了为改善Cu-P系钎料的不足之处,研究者通过添加合金元素(特别是Ag,Sn,Ni,Si,Zr,Sb,B以及各种稀土元素等)改善与提高Cu-P系钎料熔化特性、润湿性能、力学性能、显微组织等研究成果。研究表明:Ag,Sn和Ni是降低铜磷钎料熔化温度的最有效元素,而稀土元素Si,Zr,Sb的添加则能显著改善铜磷钎料的润湿性及塑韧性,且随着合金元素的添加钎缝的组织和性能也得到明显改善。同时简述了在研究过程中遇到的问题以及相应的解决方法,为后续的研究提供理论参考,并对Cu-P系钎料未来的发展趋势进行了展望。

Ag-Cu-Zn系钎料的研究现状

综合介绍了国内外关于Ag-Cu-Zn系钎料的研究现状,详细阐述了Sn,In,Mn,Ni,P,Ga和稀土La,Ce等元素对钎料的熔化特性、微观组织、润湿性以及钎焊接头力学性能的影响,同时分析了S,Ca,O,N等杂质元素对Ag-Cu-Zn系钎料的有害作用,对低银钎料的研究做了概述,并对Ag-Cn-Zn系钎料的发展做了展望,认为Ag-Cu-Zn系钎料的研究仍将以合金改性为主要方向,同时深入研究杂质元素的影响机制和控制方法,以进一步提高钎料性能,满足日益严苛的生产技术要求。

SnAgCu系无铅钎料合金力学性能及钎焊性能研究

利用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDX)及Instron电液伺服疲劳拉伸试验机,对SnAgCu系无铅钎料合金的力学性能和钎焊性能进行了研究。结果表明,适量的稀土元素Ce的添加显著地延长了Sn3Ag2.8Cu钎焊接头在室温下的蠕变断裂寿命,Sn3Ag2.8Cu-0.1Ce钎焊接头的蠕变断裂寿命超过Sn3Ag2.8Cu钎料的9倍;同时,使Sn3Ag2.8Cu合金的延伸性能也得到了显著改善,伸长率达到15.7%;Sn3Ag2.8Cu-0.1Ce与铜基板的扩散层厚度比Sn37Pb厚,但是比Sn3Ag2.8Cu薄。

铜对镍铬硼硅系钎料性能的影响

本文研究了铜对低硼、低铬镍基钎料工艺性能的影响。试验结果表明，在降低镍基钎料中硼、硅元素的同时加入适量的铜可以使钎料的熔点基本不变。由于铜的加入，增大了钎缝中固溶体比例、减少了钎缝组织中的化合物，接头的ＭＢＣ值明显增大，使钎焊接头对钎焊间隙的敏感性降低。随着钎料中铜含量的增加，钎料及其钎焊接头的耐蚀性相应增强。但是，铜的加入对接头的热强性有不利的影响。

Cu和Ce对Sn-Zn系钎料合金物理性能和化学性能的影响

通过向Sn-Zn系钎料合金中添加Cu和单一稀土Ce,利用金相显微镜(OM)、差热分析仪(DTA)和热重分析仪(TGA)研究Cu和单一稀土Ce对合金的物理性能和化学性能的影响。结果表明,添加Cu和单一稀土Ce都可以提高焊锡合金的熔点,这是因为Cu和Ce的熔点都远远高于Sn-Zn系钎料合金的熔点,从而增加了合金的熔程,提高熔点;当添加Cu含量为4%,稀土含量为0.05%时,合金的润湿角最小为49°;从合金的化学性能来看,在2%Cu的合金中随着稀土含量的增加,合金氧化呈现先增重后失重的现象,在4%Cu的合金中随着稀土含量的增加,合金一直处于失重状态。从综合性能来看,最佳的合金成份是Sn-8Zn-2Cu-0.05Ce。

改善Sn-Bi系无铅钎料力学性能的研究进展

电子产品微型化、集成化、绿色化促进了无铅钎料的发展。Sn-Bi系钎料以其优良的综合性能成为近年来比较有发展潜力的低温无铅钎料之一,但是Sn-Bi系钎料中Bi的脆性在很大程度上限制了其应用。综述了Ag、Cu、Zn、Sb、Ni、稀土元素以及冷却方式和温度对Sn-Bi系钎料力学性能的影响及机理,并展望了改善Sn-Bi系钎料力学性能的研究方向。

Sn-Zn系钎料研究及应用现状

随着钎料无铅化的发展,Sn-Zn钎料以其低廉的成本,与SnPb钎料相近的熔点成为无铅钎料研究的重点。但是Sn-Zn钎料存在易氧化,抗腐蚀性差,润湿性差的问题,通常在SnZn钎料中加入不同元素,改善其性能。主要阐述不同添加元素B i、A l、In、Re(稀土元素)、Ag、Cu、P和多元合金对SnZn钎料自身性能和钎料与Cu结合性能的影响,概述SnZn系钎料的工业应用现状。