快冷与普通Al-Cu钎料Cu元素扩散能力的比较

利用快速凝固技术和传统铸造技术分别制备出成分相同的Al-Cu快冷钎料薄带和普通钎料.将2种钎料在4种钎焊温度(590、600、610、620℃)和4种保温时间(5、10、15、20 min)下与纯铝进行真空钎焊,借助差热分析(DTA)、扫描电镜(SEM)、X衍射(XRD)、能量色散谱仪(EDS)对2种钎料的熔点、钎缝微观组织和Cu元素的扩散行为进行了研究.研究结果表明:快冷钎料元素分布均匀,晶粒细小,晶粒形态为胞状,而普通钎料成分有偏析,元素分布不均匀,且晶粒大小不一,晶粒形态多为枝晶;快冷钎料的熔点比普通钎料的熔点低3.0℃,结晶区间缩小1.2℃.在相同的钎焊条件下,快冷钎料Cu元素的扩散能力均比普通钎料的扩散能力强.钎焊温度较低时,普通钎料和快冷钎料的Cu元素的扩散能力差别较大;随着钎焊温度的升高和保温时间的延长,两者的差别减小.     

快冷铜基钎料真空钎焊的润湿性研究

利用快速凝固技术制备出Cu-Ni-Sn-P快冷薄带钎料,将此钎料分别在不同钎焊温度和钎焊时间下与紫铜进行真空钎焊.借助DTA、EPMA的分析,探讨了在不同钎焊条件下钎焊接头的显微组织结构及同成分快冷钎料与普通钎料的润湿性差异.研究结果表明,与普通钎料相比快冷钎料润湿性明显提高,钎料与母材的相互扩散和冶金结合增强.     

快冷与普通Al-Si钎料中Si的扩散行为研究

采用快速凝固的方法制备出了Al Si合金的薄带钎料.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、差热分析仪(DTA)等实验手段测量了薄带的熔点、成分等物性.使用EDS对Si元素的扩散现象进行了观察,初步研究和讨论了普通与快冷Al Si钎料中Si的扩散机理和扩散能力的区别.实验结果表明,普通钎料和快冷钎料中Si元素在母材基体中的扩散过程基本相同.快冷钎料中Si元素在母材中的扩散速度和深度都远高于普通铸态钎料.快冷钎料晶粒细小,晶界上Si元素多,有利于形成“液相通道”是快冷钎料试样中Si元素扩散速度快的主要原因.     

快速凝固Al-Cu-Si薄带钎料的制备及其性能

利用快速凝固技术制备了 3种低熔点Al Cu Si系带状钎料 ,并对其性能进行了分析 .结果表明 ,利用快速凝固技术可以制备低熔点Al Cu Si系带状钎料 ,Al30Cu9Si和Al2 0Cu10Si钎料都可以在温度低于 5 2 0℃以下焊接 ;退火后金属薄带能对折 180°而不折断 ,可以满足使用要求 ;快冷钎料比传统钎料有更好的流动性 .θ′相的析出是造成快冷钎料显微硬度增加的主要原因 ,快冷薄带经过退火处理后 ,θ′相转变成稳定的与基体非共格的θ相 ,可显著提高快冷薄带的塑性 .     

快速凝固Al-Si-Cu-Zn-Re粉末钎料的制备及其性能

采用快凝技术制备了粒度50-90 μm的亚共晶Al-Si-Cu-Zn-Re快凝粉末钎料,对其性能进行了分析.实验结果表明,快凝钎料液相线降低了5 ℃.与普通钎料相比,快凝Al-Si-Cu-Zn-Re粉末钎料润湿角提高了2.5,抗剪强度提高了28%.快凝钎料组织细小均匀无偏析现象,在钎焊过程中与母材扩散性能好,有利于提高润湿性和接头抗拉强度.采用快速凝固方法制备粉末钎料,不仅工艺简单,储存、使用方便,且可获得性能更优良的钎料,并可用于开发新型钎料.     

快速凝固Al-Zn-Si基钎料性能的研究

利用单辊急冷设备制备了系列Al Zn Si薄带钎料,并对其熔点、润湿性、接头强度及微观组织进行了分析.试验结果表明,快冷的钎料润湿性和抗拉强度都高于普通钎料;快冷钎料晶粒尺寸为0.6μm以下,且分布均匀.快冷钎料活性大,在钎焊过程中与母材作用能力强,是快冷钎料润湿性和接头抗拉强度高的主要原因.     

快速凝固Al-Si-Cu-Zn-Re粉末钎料的制备及其性能

采用快凝技术制备了粒度50-90 μm的亚共晶Al-Si-Cu-Zn-Re快凝粉末钎料,对其性能进行了分析.实验结果表明,快凝钎料液相线降低了5 ℃.与普通钎料相比,快凝Al-Si-Cu-Zn-Re粉末钎料润湿角提高了2.5,抗剪强度提高了28%.快凝钎料组织细小均匀无偏析现象,在钎焊过程中与母材扩散性能好,有利于提高润湿性和接头抗拉强度.采用快速凝固方法制备粉末钎料,不仅工艺简单,储存、使用方便,且可获得性能更优良的钎料,并可用于开发新型钎料.     

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.     

快速凝固Al-Cu-Si薄带钎料真空钎焊锻铝合金的研究

与普通Al Si钎料相比 ,三种快速凝固Al Cu Si薄带钎料真空钎焊锻铝合金LD2对比实验表明 :快速凝固Al Cu Si薄带钎料具有钎焊温度低 (5 70℃ ) ,间隙小 (0 .0 5～ 0 .10mm) ,时间短 (10～ 15min)以及更高的接头强度等特点 ,其钎焊接头的拉伸强度接近甚至超过母材的抗拉伸强度(12 5MPa) ;钎焊强度随钎料中w(Cu)的增加而降低 .实验结果表明 ,快速凝固Al Cu Si薄带钎料是一种性能更好的新型真空钎焊钎料 .     

BNi—2真空钎焊不锈钎缝的相变规律研究

用差热分析,电子探针和金相分析等方法对用BNi-2钎料真空钎焊不锈钢（1Cr18Ni9Ti）钎缝的相变规律进行了研究,并以Fick第二扩张定律为基础,对钎焊过程中硼元素的扩散系数进行了计算。研究结果表明,硼是影响钎缝组织和重熔湿度的主要元素,延长钎焊时间或进行焊后扩散处理可以大大改善钎缝的综合性能,通过理论计算出在规定钎焊工艺条件下钎缝中不出现低熔化合物相的临界钎焊间隙与焊接时间的关系式,计算结果与试验结果吻合较好,计算精度优于6％。     

微量Nd对Sn-9Zn钎料特性及焊点组织与性能的影响

研究Sn-9Zn中添加微量稀土元素Nd对合金显微组织和铺展性能的影响,对比分析Sn-9Zn-xNd(x=0,0.1,0.5)钎料/Cu焊点界面微观特征及力学性能。结果表明:微量Nd元素在Sn-9Zn合金中能够显著细化组织,但添加量为0.5%时合金中形成了"十字状"NdSn3金属间化合物(IMC)。钎焊温度较低或时间较短时,微量Nd添加能够改善Sn-9Zn合金在Cu基板上的铺展性能;但是在温度较高或时间较长的钎焊工艺条件下,由于Nd元素的严重氧化导致钎料铺展性能明显下降。在Sn-9Zn中添加0.1%Nd,在界面处形成了均匀细密分布的"毛绒状"共晶组织,能够提高焊点结合性能;Nd添加量为0.5%时,成分偏聚引起的组织不均匀导致焊点力学性能下降。     

Sn-Bi系低温无Pb焊料的研究现状及发展趋势

低熔点Sn-Bi焊料是比较有发展潜力的低温无Pb焊料.根据Sn-Bi焊料的特性及其应用存在的问题,结合近几年国内外对Sn-Bi系低温无Pb焊料的最新研究成果,综述了Sn-Bi无Pb焊料的温度诱导熔体结构转变现象及其对Sn-Bi焊料凝固组织的影响,介绍了合金元素及稀土元素的添加对Sn-Bi焊料润湿性能的影响及其影响机制,并分类总结了不同元素对Sn-Bi焊料与Cu基体界面化合物生长的促进与抑制作用及其原理,最后综合评述Sn-Bi低温无Pb焊料存在的问题,对Sn-Bi焊料的发展趋势进行了展望.     

Effect of Ag and Ni on the melting point and solderability of SnSbCu solder alloys

To improve the properties of Sn10Sb8Cu solder alloy, two new solders (SnSbCuAg and SnSbCuNi) were formed by adding small amounts of Ag or Ni into the solder alloy. The results show that the melting point of the SnSbCuAg solder alloy decreases by 14.1℃ and the spreading area increases by 16.5% compared to the matrix solder. The melting point of the SnSbCuNi solder alloy decreases by 5.4℃ and the spreading area is slightly less than that of the matrix solder. Microstructure analysis shows that adding trace Ag makes the melting point decline due to the dispersed distribution of SnAg phase with low melting point. Adding trace Ni, Cu₆Sn₅ and (Cu, Ni)₆Sn₅ with polyhedron shape on the copper substrate can be easily seen in the SnSbCuNi solder alloy, which makes the viscosity of the melting solder increase and the spreading property of the solder decline.     

无钎焊料与Zr基块状非晶合金的润湿行为

通过座滴法研究了Sn-In、Sn-Bi和Sn-Ag-Cu三种焊料分别与块状非晶合金Zr44Cu40Al8Ag8的润湿行为.结果显示在三种焊料中,Sn-In对块状非晶合金Zr44Cu40Al8Ag8的润湿性最好,而Sn-Bi焊料对块状非晶合金Zr44Cu40Al8Ag8的润湿性最差.利用扫描电镜研究了Sn-In焊料与块状非晶合金Zr44Cu40Al8Ag8的界面特征,其界面处有化合物出现.     

温度与镀层对Sn0.7Cu焊料合金润湿性的影响

主要研究了真空状态下,焊接温度为530,560和590 K时,Sn-0.7Cu焊料合金在镀Cu、镀Ni、镀Ni/Ag和镀Ni/Au基板上的润湿性.结果表明:提高钎焊时的焊接温度,有助于降低液态Sn-0.7Cu焊料合金的表面张力,从而增大Sn-0.7Cu焊料合金在焊接基板上的润湿性.在相同的焊接条件下,Sn-0.7Cu焊料合金在镀Ni/Ag和镀Ni/Au基板上的润湿性比其在Cu和镀Ni基板上的润湿性好.     

焊料层空洞对IGBT模块温度分布的影响

作为如今新能源发电、电动汽车和智能电网的重要单元,IGBT模块得到越来越广泛的应用,其安全可靠性也受到更多的关注。当前功率绝缘栅双极型晶体管 (IGBT) 器件封装形式主要有焊接式和压接式两种,而其中焊接式发展较成熟,应用较广泛。作为构成IGBT模块的关键单元和实现IGBT模块功能的关键部分,焊料层的可靠性更加显得尤为重要。焊料层的失效形式主要有：空洞扩大、各材料的热膨胀系数不匹配导致的热疲劳,其中焊料层空洞是由于焊接工艺局限性而难以避免的。本文应用多物理场有限元仿真软件COMSOL,建立IGBT模块的三维模型,研究焊料层空洞不同位置、不同大小对IGBT模块芯片最高温度的影响,并研究新型材料Sn-Ag-Cu-0.5Sb较传统焊料层材料Sn-Ag-Cu的优势,仿真结果表明同工况下,焊料为Sn-Ag-Cu-0.5Sb时,芯片温度都比焊料为Sn-Ag-Cu时低一些,显示出较好的焊料性能。     

半导体激光软钎焊Sn-Ag-Cu焊点微观组织

采用90 W半导体激光焊接系统对Sn-Ag-Cu无铅钎料在纯铜基板上进行钎焊试验. 针对在不同激光输出功率下形成的微焊点形貌, 分析Sn-Ag-Cu钎料在纯铜基板上的润湿、铺展规律和微焊点的微观组织特征. 通过分析比较在激光软钎焊和红外再流焊2种再流焊加热方式的Sn-Ag-Cu钎料微焊点的微观组织, 发现： 当采用半导体激光软钎焊时存在最佳输出功率, 在此功率下得到的微焊点组织均匀, 晶粒细小, 没有产生空洞缺陷, 力学性能最佳.     

Sn-20Bi-X无铅焊料的显微组织和物理性能

采用合金化的方法,以Sn-20Bi合金为基础,研究了添加第三组元Ag,ln,Ga或Sb对Sn-Bi合金微观结构、物理性能的影响．结果表明:在Sn-20Bi中加入0．7%的Ag,0．5%的Ga,0．1%的In可使脆硬相Bi细小分散,偏析减少,合金熔化温度降低,获得较好的组织和性能;Sb作为单独的第三组元加入,使Sn-Bi-Sb合金中Bi的偏析较多,硬度有所上升．     

超细氧化物颗粒对Sn\|58Bi钎料组织及性能影响

研究了分别添加1%Al2 O3 、Fe2 O3 、SiO2 、TiO2 超细粉末对Sn-58Bi共晶钎料的润湿性、钎焊接头微观组织及力学性能影响.结果表明,氧化物粉末的添加对钎料熔点影响不大,但钎料润湿性及钎焊接头剪切强度明显提高;明显细化钎焊接头基体组织及界面金属间化合物颗粒大小,并且界面金属间化合物层厚度也有一定减薄;另外,可抑制钎焊时焊点表面Bi的氧化,因此焊点表面光亮度也有明显提高.