Failure Modes of Lead Free Solder Bumps Formed by Induction Spontaneous Heating Reflow

The shear failure modes and respective failure mechanism of Sn3.5Ag and Sn3.0Ag0.5Cu lead-free solder bumping on Au/Ni/Cu metallization formed by induction spontaneous heating reflow process have been investigated through the shear test after aging at 120℃ for 0, 1, 4, 9 and 16 d. Different typical shear failure behaviors have been found in the loading curves （shear force vs displacement）. From the results of interracial morphology analysis of the fracture surfaces and cross-sections, two main typical failure modes have been identified. The probabilities of the failure modes occurrence are inconsistent when the joints were aged for different times. The evolution of the brittle NiaSn4 and Cu-Ni-Au-Sn layers and the grains coarsening of the solder bulk are the basic reasons for the change of shear failure modes.

面向回流焊工艺过程质量控制的温度场仿真技术研究

针对回流焊工艺过程中的质量控制问题,文章提出了一种创新的回流焊温度场仿真方法。该方法综合考虑热对流和热辐射的影响,以单温区炉腔作为回流炉,PCB组件作为被焊物体,借助Ansys Icepak软件模拟回流焊接过程,并搭建炉温测试平台用于监控PCB组件温度曲线,以分析其焊接质量。结果表明,仿真模型成功模拟了工艺参数组A~C的回流温度分布。仿真与实测温度曲线吻合较好,其中工艺参数组A实现了更高的焊接质量。文章提出的创新方法能够顺利实现回流焊工艺过程的质量控制,得到合理的回流温度曲线,为优化回流焊工艺提供了理论依据,有助于快速调整工艺参数以提高焊接质量和生产效率;同时该方法也可为其他类似工艺的温度场控制提供参考。

DBC陶瓷基板表面贴装工艺技术研究

高效散热对宇航控制单机的热设计尤为重要,本文选用氧化铝DBC替代FR4印制板,研究基于热风回流焊的陶瓷基板焊接方法,通过对陶瓷基板焊盘和锡膏印刷钢网进行合理优化设计,增加排气通道,有效降低了焊接整体空洞率;探讨了底板厚度对焊接后平面的影响;最后通过环境试验考核对焊接可靠性进行了验证,为空间用电子单机的陶瓷组件焊接方法提供参考。

再流焊工艺中表面组装片式元件热传输特性模拟

采用有限元数值计算方法，对表面组装件的典型结构进行了对流再流焊的瞬态热模拟，以清晰、直观的等温线图描绘了再流焊各阶段温度的分布，可定量地了解表面组装件热传输特性。本方法可用于ＳＭＴ再流焊工艺（温度曲线）的优化和温度曲线的计算机辅助设计，有助于提高ＳＭＴ的成品率与产品的可靠性。

基于热风回流焊机热平衡机理模型的简化解耦控制

从热学机理出发建立了基于热平衡机理的热风回流焊机模型,针对该模型阶数极高,且具有强耦合性的特点,应用Padé逼近法把模型各通道的传递函数简化成经典的二阶系统,结合不变性原理对系统进行解耦补偿设计,从仿真效果来看,任一温区的温度控制基本不再受其它温区的温度变化影响,达到了更精确的控制要求。

基于fluent的隧道灭菌烘箱结构优化设计

为了深入研究影响烘箱热风均匀及一致性的结构,利用fluent系列软件对2种风罩结构,3种回风道结构,以及不同风罩与回风道的结构组合进行模拟,得到最佳的结构设计,很好的实现了热风均匀的要求。

谈双组份、热熔和冷漆标线的实例对比

通过在国道307线(K571+888—K582+268)上分别施划双组份标线、热熔标线和冷漆标线,并进行一年的跟踪监测,进而考察标线的抗污性能、耐磨性能和持续反光性能,分析说明各类标线的使用效果和适用路况。

再流焊接头气孔对散热的影响

陶瓷基板与载体的钎焊是大功率器件组装的关键步骤。与真空钎焊相比,再流焊具有效率高和适合大批量生产的优点,但是再流焊接头普遍包含大量气孔。为了把再流焊应用到大功率器件组装,必须系统地研究再流焊接头气孔对散热的影响。通过有限元模拟从气孔率、气孔与热源相对距离、气孔分布的角度研究了气孔对接头散热性能的影响。

无铅汽相焊接工艺研究

采用自行研制的低熔点Sn-Bi-X合金作为焊料,对高热容量的印制板进行汽相焊接,圆满解决了高温型无铅回流焊接中难以克服的各种焊接故障。针对回流焊出现的问题,作者特别设计了一种含有低热容量0402元件和大尺寸高热容量BGA芯片的20层试验板,充分利用汽相焊炉独有的SVP功能对温度曲线进行精确控制,使各种元器件的引脚在焊接过程中始终保持热匹配,避免了小热容量器件的过焊接和大热容量器件的冷焊现象。

汽相再流焊立碑缺陷的产生原因

汽相再流焊具有加热效率高,温度均匀性好,加热不受元器件物理结构和几何形状限制等优点,但是汽相再流焊更容易引发立碑缺陷是每个用户必须面对的问题。结合汽相再流焊的工艺特点,建立了片式元件焊接时的受力模型,分析了汽相再流焊导致立碑的自身原因。通过减小汽相升温速率和调高印制板在蒸气层中的位置,有效降低了立碑缺陷的发生概率。

再流焊接加热设备的新进展

主要介绍了美国市场上再流焊接设备的发展新动向，以及选择和使用再流焊接设备的一些考虑因素。

基于fluent的西林瓶升温曲线模拟

为了深入研究西林瓶在热风循环型烘箱中的受热情况,利用fluent系列软件对不同风温及风速时西林瓶升温曲线进行模拟,并与已有的实验数据进行对比,以期得到合理的热风风温及风速。为工业生产提供借鉴意义。

汽相再流焊工艺技术研究

介绍了汽相再流焊的主要工艺特点,分析了汽相再流焊片式元件容易立碑的原因及控制方法,并对温度曲线加热因子与金属间化合物层厚度和焊点组织的关系进行了研究。

感应自加热重熔无铅焊料凸台的剪切失效模式

通过两次高频感应重熔制备了Cu焊盘上S n3．5Ag焊料和Sn3．0Ag0．5Cu焊料凸台,并进行了120℃下的老化试验以及老化试件的剪切强度试验,分析了不同老化时间下两种无铅焊料凸台的剪切断裂模式。焊料凸台的剪切载荷-位移曲线的特征以及对焊料凸台剪切断口的扫描电镜形貌分析结果表明,不同老化时间下无铅焊料凸台的剪切断裂表现为塑性、韧性和脆性三种断裂模式。对凸台焊料合金的组织以及界面观察结果表明,随老化时间不断生长的脆性金属间化合物层以及焊料组织粗大是致使断裂失效模式转变的根本原因。

回流焊接温度曲线对焊点形状影响的实验研究

通过表面贴装实验研究了实际工况下焊点的形状,并分析回流焊接曲线对Sn37Pb和Sn3.0Ag0.5Cu焊点形状的影响。实验设定锡铅回流焊接曲线三条和无铅回流焊接曲线两条,对PCB板-焊料球-PCB板组成的简易封装器件进行了回流焊接,并对焊接得到的焊点高度、直径等形状参数进行了统计分析。结果表明:回流焊接得到的焊点并非为大多数文献中假设的规则形状,由于重力和表面张力的影响,焊点的最大直径处于焊点中部偏下的位置;回流曲线不同,焊接得到的焊点形状也存在着较大的差异;回流曲线的加热因子越小,焊接得到的焊点的高度越高,直径越小。

现有封装生产线的改造问题

根据无铅回流焊的工艺特点,论述了对回流炉加热、冷却、助焊剂管理和氮气保护各系统的改造原则和方案,给出了氮气保护系统的评价标准,对罐装氮气和氮气发生器两种供应系统进行了成本估算和对比。

基于加热因子的回流曲线的优化与控制

回流焊形成的焊点质量与回流焊过程密切相关。基于加热因子Qη对回流焊接过程进行优化控制。根据焊点疲劳寿命随加热因子分布的特点,提出了对冷点加热因子取最优范围下限值控制策略(冷点代表回流过程中经历的加热因子最小焊点),以使所有焊点的加热因子尽可能都在最优范围之内。冷点下限控制策略满足了大部分焊点的高可靠性,而少部分超出最优范围上限的焊点的可靠性虽略微下降,仍可形成良好焊接。由于加热因子理论不对回流曲线形状做严格要求,定义了两个组合参数:形状参数Ht和移动参数Hb,对冷点的加热因子进行控制。并且根据统计学原理利用实验建立Qη与Ht和Hb的回归关系,发现Qη与Ht、Qη与Hb大体上成线性关系,其为Qη的预测和控制带来了极大的便利,从而使焊接可靠性易于得到保证。

强化高温烟气回流的研究与实践

本文从钝体回流区热质交换机理出发,提出了回流区边界用小流量、高速度的附加射流来强化回流区的热质交换以达到进一步强化劣质煤、无烟煤和其它难燃煤种的燃烧过程的根据。试验结果表明,附加射流能使回流区温度提高,对火焰有明显稳定作用。文章介绍了这一设想在大型电站锅炉上进行实验的数据。

高性能热熔标线涂料的研制及应用

介绍了高性能热熔标线涂料的合成原料、配方设计、工艺和性能检测方法。

化学需氧量氧化方法研究

在保证化学需氧量标准分析方法原理的基础上,提出用电热干燥箱加热氧化代替化学需氧量标准方法中加热回流氧化,其分析结果的精密度和准确度与化学需氧量标准方法一致。本方法同批样品分析数量可提高4倍以上,便于开展化学需氧量分析质量控制,使质控样达到三个10%。适用于大批量样品分析,提高工作效率,并可节约能源四分之三,便于在基层环境监测站和企业监测站推广。