TiB_w/TC4钛合金与C/C复合材料钎焊接头的界面组织结构

采用活性钎料TiZrNiCu对TiBw/TC4钛合金和C/C复合材料进行了钎焊连接,借助SEM,EDS,XRD等分析手段研究了钎焊工艺参数对接头界面组织结构的影响.结果表明,采用TiZrNiCu钎料可以实现对两种材料的连接,接头典型的界面结构为:C/C复合材料/TiC+(Ti,Zr)2(Cu,Ni)/Ti(s,s)+(Ti,Zr)2(Cu,Ni)/TiBw/TC4钛合金.随着连接温度的升高或保温时间的延长,钎焊接头界面生成产物的种类并没有发生改变,但C/C复合材料侧TiC反应层逐渐变得连续且厚度逐步增加,α-Ti枝状晶变得粗大且数量增多,Ti(s,s)+(Ti,Zr)2(Cu,Ni)层逐渐变宽,(Ti,Zr)2(Cu,Ni)逐步分散在Ti(s,s)中.

电子封装用激光软钎焊技术的研究现状与趋势

激光软钎焊技术具有能实现精准局部加热、焊点可靠性高和灵活性好等特点,适合于高可靠、高集成度电子元器件间的焊接,在微电子封装领域具有广阔的应用前景。本文分析总结了激光软钎焊技术的特点,以及国内外激光软钎焊技术的研究现状,同时对其未来发展方向和研究趋势作了简要分析。

纳米结构多层膜自蔓延连接技术的研究及其应用

近年来,利用纳米结构多层膜自蔓延反应瞬间放热作为局部热源实现材料连接的方式逐渐受到人们的重视,其具有反应瞬间完成、连接效率高、适用于热敏感材料并且可以避免元器件从高温冷却时产生较大的热应力等特点。介绍了纳米结构多层膜的制备方法及反应机理,并综述和分析了在陶瓷/金属互连、不锈钢器件、非晶材料的连接以及微电子芯片技术方面的应用。

铜粉添加量对不锈钢钎焊接头组织和显微硬度的影响

在BNi-7镍基钎料中添加纯铜粉制成组合钎料,然后采用真空方法在板间隙为40μm的条件下钎焊316L不锈钢,研究了铜粉含量对钎焊接头组织和显微硬度的影响。结果表明:在BNi-7钎料中添加纯铜粉能有效改善较大间隙接头的填充性能;添加纯铜粉后,钎缝中的脆性化合物显著减少,并呈岛状、条状、麻点状等镶嵌在镍基固溶体中,导致接头的显微硬度降低,当添加纯铜粉的质量分数为9%时,钎缝中的脆性化合物最少,接头的显微硬度为1 000 MPa。

高熵合金化学分析方法ICP-OES

高熵合金各元素间以接近等摩尔比结合,各金属元素之间存在相互干扰,对测试结果的影响较大。本文前处理采用王水溶解样品,测试采用电感耦合等离子体发射光谱仪内标法,以待测组分的光谱强度与一定量的内标物光谱强度比值计算待测组分浓度,消除各待测元素之间的干扰影响,校准曲线线性相关系数R^(2)>0.9999,测试相对标准偏差RSD<2%,加标回收率均在95~105%之间,与传统化学分析方法测定结果一致。实验表明,本方法测试高熵合金化学成分准确度高,重现性好,适用于生产及科研需求。

采用金箔钎焊连接石墨与Hastelloy N合金

采用纯金箔在1 333 K、不同保温时间(1~90 min)下钎焊连接石墨与Hastelloy N合金,研究了保温时间对接头内显微组织及力学性能的影响.结果表明,钎缝组织主要由金基固溶体、镍基固溶体及在其内弥散分布的Mo_2C颗粒组成;近钎缝的Hastelloy N合金内的晶内和晶界位置分别析出细小的Mo_2C及Mo_6Ni-_6C颗粒.当保温时间提升至60 min时,抗剪强度随保温时间的延长变化不大;保温90 min后,由于临近钎缝侧的Hastelloy N合金内的晶内和晶界处分别析出大量细小的Mo_2C和Mo_6Ni_6C颗粒形成了类似金属基复合材料组织,使得抗剪强度提高到34.1 MPa,与石墨强度相当.钎焊后接头内形成热膨胀系数梯度过渡结构导致了接头内低的应力水平,获得了高品质接头.文中开展的研究将为熔盐堆的建设提供必要的技术支撑.

SnIn钎料与Au/Ni/Cu钎焊界面金属间化合物的研究

将InSn49钎料与镀Au/Ni的Cu基焊盘在140℃时进行钎焊,采用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析研究钎料以及钎焊反应生成的金属间化合物(IMC)的成分及形貌结构。研究发现:InSn49合金钎料为两相组织,分别为富In的β相和富Sn的γ相;当钎焊温度为140℃,保温10s后,还有部分未反应完全的镀Au层,反应生成的IMC成分为AuIn_2,AuIn_2呈多面立方体结构,靠近钎料一侧的AuIn2颗粒较为粗大,分布不均匀,靠近镀Au层方向的AuIn_2颗粒较细小,分布较为致密;钎焊完成后,在靠近IMC区域的InSn49钎料存在明显的γ相偏析现象,偏析区域的γ相的厚度约为60μm。

增材制造专用金属粉末材料的制备工艺研究现状

增材制造(3D打印)技术是一种快速成型技术,无需机械加工或任何模具就能从计算机图形数据中直接生成任何形状的零件,大大缩短产品的研发周期,而且能制造传统方法难以生产的零件,大幅提高生产效率。金属粉末作为金属3D打印设备的原材料,对成形零件质量影响较大,其制备方法备受关注。本文主要介绍了目前国内外3D打印金属粉末的种类及其制备工艺、雾化技术的最新进展等。

Ni基钎料真空钎焊纯铁的扩散行为研究

采用BNi-7镍基钎料真空钎焊纯Fe,通过扫描电子显微镜(SEM)及其能谱分析(EDS)研究了纯Fe钎焊接头的溶解和扩散行为,并采用DICTRA软件模拟接头中元素的扩散行为。研究结果表明:钎缝中间区组织为富Cr和Fe的Ni基固溶体和Ni+Ni3P共晶组织以及Ni(Cr,Fe)-P金属间化合物;界面反应区组织为分布有少量Ni+Ni3P共晶组织的富Cr的Ni基固溶体组织。DICTRA软件对纯Fe接头的元素扩散模拟表明,Ni和Cr的扩散模拟结果与试验结果相吻合。

软钎焊料特种合金及其应用

本文介绍了在电子组装领域用于特定场合的特种合金软钎料,并与Sn-Pb钎料进行了对比,分析了优劣势,详细阐述了各自的应用场景。

带状镍基钎料的厚度对钎焊接头形貌和硬度的影响

采用厚度分别为0.03mm、0.04mm、0.05mm的超薄带状镍基钎料真空钎焊304不锈钢板,使用热分析仪测定了钎料的熔化特性,使用扫描电子显微镜和能谱仪分析了接头的组织形貌和化学成分,使用显微硬度仪测定了接头组织的硬度。研究表明,超薄带状镍基钎料对304不锈钢板可以实现充分连接,接头组织存在含有铬的固溶体和中间脆性化合物,脆性化合物具有远高于不锈钢母材和固溶体的硬度;随着带状镍基钎料厚度的增加,脆性化合物的数量明显增多,相对应的显微硬度随之升高,0.03mm厚度钎料钎焊得到的接头具有最少数量和最小硬度的脆性化合物,组织分布及力学性能也最优。

纳米填料导电胶研究进展

本文从理论上分析了纳米填料在电子封装用导电胶中的作用。从纳米填料含量、粒径、形状与维度、表面状态、固化温度与固化时间等方面综述了纳米填料导电胶性能影响因素的国内外研究进展;重点介绍了纳米填料原位生成、纳米填料烧结等导电胶性能改进技术,探讨了存在的主要问题,并指出进一步提高导电导热性能、粘接强度和可靠性,制备应用于柔性封装、喷墨印刷的导电胶以及降低制备成本是未来纳米填料导电胶研究领域的发展方向。

液相化学还原法制备纳米银焊膏及其连接性

采用液相化学还原法制备出平均粒径为20--35nm的纳米银,并考察不同温度及PVP用量对纳米银性质的影响。结果表明：当硝酸银与PVP的质量比为1∶4、反应温度为30℃时,纳米银的平均粒径最小,为22.4nm,且其团聚程度最小,粒径分布最佳。在压力10MPa、温度200℃、保温30min的烧结条件下,利用制得的纳米银配制焊膏,连接纯度为99.9%的无氧紫铜板,通过扫描电镜（SEM）观察烧结接头截面形貌,可见烧结界面连接紧密,接头组织有孔隙存在。

不同Ag元素含量Sn-Ag-Cu无铅钎料性能分析

分别研究了Ag元素含量(质量分数,%)为0.3,1.0,2.0,3.0,3.8的Sn-Ag-Cu(SAC)无铅钎料合金的显微结构、熔化行为、力学性能、润湿性和界面金属间化合物(IMC)形貌.结果表明,随着Ag元素含量的增加,钎料内部金属间化合物晶粒越小,晶粒在钎料中的密度越高,晶粒间距越小,金属间化合物产生的弥散强化越明显,钎料的抗拉强度越高,但韧性越低.随Ag元素含量的提高,钎料越接近共晶成分,熔化温度范围越小.Ag元素含量对润湿性影响不明显,SAC0307/Cu焊点界面IMC晶粒比其它钎料细小.

Sn对电真空Ag-Cu钎料组织和性能的影响

利用扫描电镜及其能谱仪、同步热分析仪以及对比实验来分析Sn对电真空Ag-Cu钎料微观组织、熔化特性和钎焊性能的影响。结果表明:Sn添加4%(质量分数,下同)时,Ag60Cu钎料中没有脆性β-Cu相生成,对钎料的加工性能影响不大;随着Sn含量的增加,Ag60Cu钎料的液相线温度逐渐降低,同时固相线温度降低幅度更大,导致熔化温度范围扩大,钎料的填缝性能变差;对于含Sn为4%的Ag60Cu钎料,与紫铜的铺展性能以及冶金结合性能都接近于BAg72Cu钎料,并可通过压力加工制成片状钎料,可以用来替代BAg72Cu片状钎料使用。

回流次数对Sn3.8Ag0.7Cu-xNi/Ni焊点的影响

研究了复合无铅焊料Sn3.8Ag0.7Cu-xNi(x=0.5,1.0,2.0)与Au/Ni/Cu焊盘在不同回流次数下形成的焊点的性能。结果表明,Ni颗粒增强的复合焊料具有良好的润湿性能,熔点小于222℃;x为0.5的焊料界面IMC由针状(CuNi)6Sn5演化为双层IMC,即多面体状化合物(CuNi)6Sn5和回飞棒状(NiCu)3Sn4。当x超过1时,焊点界面只有单层回飞棒状(NiCu)3Sn4生成。并且,复合焊料焊点的剪切强度高于非复合焊料。

Sn3.8Ag0.7Cu和Sn37Pb焊点界面显微结构研究

利用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)研究了Sn3.8Ag0.7Cu(Sn37Pb)/Cu焊点在时效过程中的界面金属间化合物(IMC)形貌和成份。结果表明:150℃高温时效50、100、200、500h后,Sn3.8Ag0.7Cu(Sn37Pb)/Cu焊点界面IMC尺寸和厚度增加明显,IMC颗粒间的沟槽越来越小。50h时效后界面出现双层IMC结构,靠近焊料的上层为Cu6Sn5,邻近基板的下层为Cu3Sn。之后利用透射电镜观察了Sn37Pb/Ni和Sn3.8Ag0.7Cu/Ni样品焊点界面,结果显示,焊点界面清晰,IMC晶粒明显。

低银无铅焊料的研制动态

分析了低银无铅焊料(w(Ag)≤1.0%)在成本、抗跌落性能、Ag3Sn化合物的形成等方面与高银焊料相比的优势,综述了低银焊料在应用过程中面临的问题,如高熔点与氧化、热疲劳性能、返修缺陷等,并列举了实例,提出了一些有针对性的解决方案。最后展望了低银无铅焊料的发展趋势。

覆纳米银铜粉焊膏的制备及其连接性分析

提出将纳米银与覆纳米银铜粉按照比例混合制备焊膏,用于低温连接纯度为99.99%的无氧紫铜板:首先利用液相化学还原法制备出平均粒径为20~35 nm的纳米银颗粒,同时利用化学镀制备覆纳米银铜粉颗粒.之后将纳米银与覆纳米银铜粉机械混合制备焊膏并在200℃烧结温度,10 MPa压力,保温30 min条件下烧结连接无氧紫铜板,并与纳米银焊膏单独烧结情况做对比分析,通过扫描电镜(SEM)观察连接接头形貌,其中纳米银与覆纳米银铜粉混合焊膏得到的烧结接头界面连接紧密,接头组织内有一定的孔隙率,其平均抗剪强度达20 MPa.

SAC305-纳米铜复合焊膏焊后性能及孔隙形成机理

通过在SAC305焊膏中添加纳米铜,研究其对SAC305焊膏焊后焊点微观组织、孔隙率及力学性能的影响,并对焊点中空隙的形成机理进行分析.结果表明,纳米铜的添加明显细化了钎料中的β-Sn相和Ag3Sn化合物,且细化效果随纳米铜添加量的增加而更为显著.焊点中的孔隙率随纳米铜添加量的增加呈逐渐增加的趋势,当添加量达到1%(质量分数,%)时,焊点中的孔隙率明显提升,比无添加的SAC305焊膏增加了2.2%.添加纳米铜的SAC305复合焊膏焊后接头的抗剪强度在细晶强化作用下得到一定程度的提高,同时接头中增加的孔隙率又使其力学性能恶化;综合这两种因素,当纳米铜添加量为0.5%时,其力学性能较好,抗剪强度提高了10%.