Sn-Bi基低温无铅焊料的研究进展

作为一种新型低温无铅焊料,Sn-Bi基低温无铅焊料具有较低的熔化温度以及优良的焊接性能,在电子封装领域有着广泛的应用。随着电子元器件向微型化方向的发展,对低温无铅焊料的性能提出了更高的要求。添加微量的合金元素及纳米颗粒可以改善焊料的组织性能,满足电子元器件发展的需求。系统介绍了Sn-Bi基低温无铅焊料的组成、结构以及焊接性能,综述了合金元素和纳米颗粒对Sn-Bi基低温无铅焊料组织性能的影响及作用机理,分析了在研制Sn-Bi基低温无铅焊料过程中存在的不足之处,并提出了相应的改进方法。最后对Sn-Bi基低温无铅焊料在发展中需要关注的问题进行了总结与展望。

Sn-Bi合金系低温无铅焊料的研究进展

综述了Sn-Bi合金系的微观结构、润湿特性、物理及机械性能的研究进展,指出了此合金系作为软钎焊材料尚待改善的性能,采用合金化等手段可使此合金系发展为理想的低温钎焊用无铅焊料。

Zn-Al-Cu基合金无钎剂钎焊泡沫铝的界面结构及力学性能

以Zn-Al-Cu基合金为钎料,对74.7%—91.6%不同孔隙率的泡沫铝采用无钎剂钎焊方法进行连接实验。采用OM和SEM观察钎缝组织及界面结构,EDS测定界面元素分布,XRD分析界面物相,通过热力学分析验证钎料中Cu和Zn与母材中Al元素的相互作用和除膜机理,对钎焊接头试样进行拉伸和剪切性能实验,分析孔隙率与接头试样强度之间的关系。结果表明,该无钎剂钎焊方法在泡沫铝端面之间形成密实结构的连续钎料层,未改变母材结构特征;钎缝组织由Al(Zn)固溶体、Zn(Al)固溶体、Cu_4Zn及MgMnO_3组成;连接界面主要由Al(Zn)固溶体组成,Zn,Al和Cu在界面上相互扩散而形成一定扩散梯度,熔合良好,钎焊接头抗拉强度与母材相当,剪切强度略高于相同孔隙率母材的剪切强度,抗拉强度和剪切强度均随孔隙率增加而明显降低。

In对Sn-8Zn-3Bi无铅钎料润湿性的影响

首先采用铺展法测试了Sn-8Zn-3Bi-(0～5)In钎料合金的铺展性.结果表明,少量In的加入提高了钎料的润湿性.当In含量达到0.5%时(质量分数,下同),钎料在铜基底上的铺展面积最大.采用气泡最大压力法对Sn-8Zn-3Bi-(0～1.5)In钎料熔体进行了表面张力测试.加入0.5%的In大大降低了Sn-8Zn-3Bi钎料熔体的表面张力,但进一步增加In的含量导致熔体表面张力增大.最后采用润湿平衡法对上述钎料进行了润湿力测试.结果表明0.5%In的加入使合金的润湿力达到最大,其原因是钎料/铜界面的界面张力减小.

免清洗型软钎膏用锡基合金焊粉

采用气体雾化法研制了ＳＭＴ用免清洗型软钎膏的锡基合金焊粉，其合金成分及杂质元素含量达到美国ＱＱ－Ｓ－５７１Ｅ和日本ＪＩＳ－Ｚ－３２８２Ａ级标准，氧化物含量达到美国Ｍｕｌｔｉｃｏｒｅ公司无氧焊粉的标准，一次出粉率平均达到７０％以上。

锌基合金感应钎焊工艺的研究

采用感应钎焊对锌基合金进行焊接,通过SEM和EDS等分析手段,研究了锌基合金感应钎焊接头的微观组织和化学成分。结果表明:选用合适的钎料、钎剂,通过感应钎焊焊接锌基合金,能够在焊缝结合区得到均匀的等轴晶组织,并且发生了钎料和母材的相互溶解扩散,从而得到了良好的焊接接头。

62Sn36Pb2Ag钎料中Ag元素对AgCu/SnPbAg/CuBe焊缝性能的影响

分别采用62Sn36Pb2Ag钎料和63Sn37Pb共晶钎料焊接AgCu合金块和CuBe合金片进行试验,对比分析两种钎料形成的焊缝性能和显微组织结构,阐述了62Sn36Pb2Ag钎料中Ag元素的存在对AgCu/SnPbAg/CuBe焊缝性能的影响机制.结果表明,62Sn36Pb2Ag钎料中的Ag元素对于润湿铺展状态的改变有利于控制焊缝内部气孔含量,弥散分布于焊缝内部的Ag3Sn颗粒状结构能够有效钉扎位错而提高焊缝强度,钎焊温度下银含量接近饱和的状态有效抑制了界面附近脆性Ag3Sn相的局部富集,优化了焊缝显微组织.

D-KH法及其在贵金属钎料制备中的应用

概述了金属"叠轧复合-扩散合金化"工艺(D-KH法),叠轧复合技术的发展现状,材料的界面结合机理,叠轧复合过程中组元的变形行为以及叠轧复合材料的扩散合金化过程。介绍了叠轧复合-扩散合金化工艺在贵金属钎料的制备中的应用,比较了叠轧复合-扩散合金化工艺制备钎料与复合法制备的钎料的优越之处,提出叠轧复合-扩散合金化工艺是解决部分贵金属脆性钎料成型制备的一种行之有效的方法。

银基合金研究现状与发展趋势

综述了银基电触头材料、银钎料、抗变色银合金和银基电子浆料的种类、制备工艺、合金元素的影响以及国内外研究现状,并阐述了四类银合金今后的发展趋势。

低温无铅钎料合金系研究进展

随着消费类电子产品向着低功耗、多功能化、高集成度、微型化、绿色制造的方向发展,其对电子制造封装技术与工艺提出了新的要求,以应对消费类电子产品可靠性所面临的严峻挑战。首先,电子封装制造过程中表面贴装工艺(SMT)通常使用的传统Sn-Ag-Cu钎料合金回流工艺温度(240~260℃)较高,不可避免地会带来较大的热损伤、热能耗以及散热困难等问题;其次,随着器件厚度降低,要求所使用的芯片、PCB等基板更薄,这样由热膨胀系数不匹配产生的应力所引起的翘曲现象将更加显著,且在封装过程中各种焊接缺陷更易出现;此外,不耐热元器件、温度敏感器件的焊接需求逐渐增长,传统的中高温组装工艺已无法满足新型电子封装技术的需求。在SMT过程中通过使用低温无铅钎料降低工艺温度是有效解决消费类电子产品的可靠性问题的方式之一。本文对国内外低温无铅钎料合金的发展进行了总结,详细介绍了Sn-Zn基、In基、Sn-Bi基三类不同低温无铅钎料合金的发展及研究现状,阐明了三类钎料合金在不同领域应用的优缺点,分析了未来低温组装的研发方向和实现途径。

低熔点铝基钎料的性能

采用真空感应熔炼炉制备低熔点Al-Si-Cu-Zn-Sn多元合金钎料,以Cu为主要降低钎料熔点的元素,Zn和Sn作为既降低钎料的熔化温度,又提高钎料的润湿性和流动性的元素.通过对钎料的性能测试表明:该钎料液相线温度为528.8℃,可在560℃钎焊6063铝合金,钎焊接头剪切强度达到母材抗拉强度的80%,并且该钎料具有良好的润湿性和流动性,可以用于锻铝及部分硬铝合金的钎焊.

Sn-2.5Ag-0.7Cu-0.1RE-xNi的润湿特性

采用润湿平衡法,选用商用水洗钎剂研究了Sn-2.5Ag-0.7Cu-0.1RE-x Ni钎料合金在Cu引线和Cu基板上的润湿特性。结果表明,当Ni添加量为0.05%-0.1%时,Sn-2.5Ag-0.7Cu-0.1RE钎料合金中在Cu引线上具有较短的润湿时间,较小的润湿角,较大的润湿力;在Cu基板上具有较小的润湿角和较大的铺展面积;焊点界面区Cu6Sn5厚度小而平整;其润湿特性满足现代表面组装技术对无铅钎料润湿性能的要求。

Sn-Ag基无铅焊料的研究与发展

研究开发无铅焊料是我国电子材料行业面临的新课题 ,Sn Ag系是一种有希望替代铅焊料的无铅焊料。本文综述了该合金系研究的主要成果 ,包括微观组织、焊料与基体的相互作用、拉伸和剪切性能、疲劳性能及蠕变性能 ,指出了此合金系作为软钎焊材料尚待解决的问题。采用合金化、基体涂层。

锌基中温钎料的研究

采用氮气气流雾化法制备锌基钎料粉末,研究了在锌基钎料中添加Cu,Si及Be元素对锌基钎料熔化温度、抗拉强度和流动性的影响.当w(Zn)=76.62%,w(Al)=19.16%,w(Si)=1.2%,w(Cu)=3.0%,w(Be)=0.2%时,锌基钎料的熔化温度约为480℃、抗拉强度为126 MPa及铺展面积为2.2 cm2.

引线框架可焊性电镀新技术

尽管从总体上来说,Sn系合金和纯Sn无铅镀层的综合性能均不如Sn-Pb合金镀层,在实际应用中出现的问题较多,仍属于过渡生产阶段。但是随着人们对环境的日益重视,长期以来广泛应用于电子连接和封装中的Sn-Pb合金及其镀层正逐渐被这些无铅化电镀新技术所取代。另外,PPF引线框架电镀技术凭借其优良的焊接性能以及工艺优势,成为目前国内外正在积极开发和应用的新技术。系统地阐述了IC引线框架无铅化电镀技术方面的应用情况、存在问题及今后的发展趋势。

Sn基钎料/Cu基板间反应润湿及界面结构研究现状

为了防止铅(Pb)对自然环境的污染,目前人们对Sn基无铅钎料及其相关性能作了大量研究.综述了通过改变添加的合金元素种类、温度和Cu基板上的金属镀层,Sn基钎料润湿力以及界面组织形态的变化,提出了在不同实验条件下Sn基钎料的反应润湿性能不同的观点.

Co含量对Sn-0.7Cu合金组织演化及力学性能的影响

采用真空感应熔炼工艺制备了Sn-0.7Cu-x Co（x=0.5,1.0,1.5,2.0wt%）合金,分析了Co含量对钎料合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,Co的添加增加了Sn-0.7Cu的熔化温度,合金熔点随着Co含量的增加而增大;Co的添加使Sn-0.7Cu合金组织中出现了短棒状或块状的Co Sn2金属间化合物相,其体积分数随着Co含量的增加而增多。随着Co含量的增加,Sn-0.7Cu-x Co合金的显微硬度和抗拉强度增大,但合金的延展性逐渐降低。

银基焊膏的研究进展

银具有高导电导热、耐腐蚀、抗氧化、延展性好等特性,制粉后添加不同合金元素与助焊剂以合适的比例混合制得的焊膏,在金属焊接与电子表面装联领域有着广泛的应用。结合近年来银基焊膏的最新研究进展,综述了银基焊膏中焊粉与助焊剂的研究现状,展望了银基焊膏的发展趋势。

低蒸气压低熔点银基钎料的制造工艺

Ａｇ─２２．４Ｃｕ─ｘＩｎ─（２０─ｘ）Ｓｎ系列合金（Ｏ≤ｘ≤２０）的加工特性随含Ｓｎ量的提高而恶化，但Ｓｎ≤１２％时合金可轧制加工出厚度≥０．１ｍｍ，宽度≤８０ｍｍ的片料，成品率可达５０～６０％。

化学镀可焊性锡基合金的研究进展

本文综述了近 1 0年来化学镀可焊性锡基合金的研究现状及动态。列举了 4种不同镀液体系的典型配方及工艺 。