纳米-微米颗粒增强复合钎料研究最新进展

综合评论含纳米-微米颗粒无铅钎料研究与应用现状,分别介绍国内外针对金属、化合物、陶瓷、碳纳米管及高分子几种颗粒对无铅钎料性能的影响。主要从无铅钎料内部组织、界面组织、熔化特性、润湿性、力学性能和蠕变性能几方面探讨颗粒对钎料组织和性能的影响。同时简述颗粒增强的无铅钎料在应用过程中出现的问题及相应的解决措施,并对颗粒增强无铅钎料的发展趋势进行分析和展望。     

Ag-Au-Ge中温钎料的性能

通过分析Ag-Au-Ge体系三元相图,根据其存在的共晶单变线e1e2,制备了两种接近共晶成分的Ag-Au-Ge钎料合金(AAG1和AAG2),研究了钎料合金的熔点、润湿性等性能,观察了合金的显微组织以及合金与Al-SiC/Ni/Au基板的结合界面. 实验结果显示:AAG1合金的固相线和液相线的温度分别为410.0和449.8℃,AAG2相应的温度为401.1和441.0℃;两种钎料合金的固液相间距较大. AAG1对基板的润湿性较好;两种合金与基板的接触性很好,界面没有发现金属间化合物. AAG1可以作为400～500℃的钎焊料使用.     

活性剂对锌基钎料助焊剂物理性能及铺展性能影响

锌基合金是一种比较理想的高温无铅软钎料,但是锌基钎料的润湿性比较差,严重阻碍了其推广和应用。活性剂可以提高钎料的润湿性,本文研究了在常用的锌基助焊剂中,不同比例的活性剂含量对锌基钎料助焊剂的物理性能及Zn20Sn钎料的铺展性能的影响。研究结果表明:当添加的活性剂质量分数为3%左右时,助焊剂的不粘性、腐蚀性、不挥发物含量、稳定性均满足国家标准,并且可以得到饱满、平整、光滑的钎焊接头。     

低银Sn2.5Ag0.7CuxRE钎料合金的润湿特性

采用润湿平衡法,研究了水洗钎剂条件下Sn2.5Ag0.7CuxRE无铅钎料合金在1206片式元器件和Cu焊盘上的润湿特性.结果表明,添加0.1%(质量分数)稀土的Sn2.5Ag0.7Cu钎料合金在1206表面贴装元器件和Cu焊盘上有最大的润湿力和铺展面积及最小的润湿角,润湿性最好,其润湿力优于商用的Sn3.8Ag0.7Cu钎料合金,满足微电子连接用钎料对润湿性能的要求.     

SnAgCu无铅钎料对接接头时效过程中IMC的生长

无铅钎料和铜基板间金属间化合物(Intermetallic Compounds,IMC)的生长对元器件的可靠性有重要影响.使用Sn3.8Ag0.7Cu无铅钎料焊接Cu对接接头,并对对接头进行了125、150和175℃时效试验,时效时间分别为0、24、72、144、256、400 h.采用金相显微镜、扫描电镜(SEM)和能谱X射线(EDX)观察了Sn3.8Ag0.7Cu/Cu界面IMC的生长及形貌变化,并对Sn3.8Ag0.7Cu/Cu界面扩散常数和生长激活能进行了拟合.此外,研究了时效对钎焊接头抗拉强度的影响,发现在时效条件下接头的抗拉强度呈先上升后下降的变化,且时效会对断裂形式造成影响.     

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.     

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.     

SnZn系无铅钎焊料的发展现状与展望

阐述了无铅焊料的发展过程,对Sn-Zn系无铅焊料发展现状及研究进行了介绍.详细分析了一些合金元素添加后对Sn-Zn系钎焊料的影响,同时叙述了对Sn-Zn焊料与Cu、Al、Ni材质基板之间的界面反应研究,并对Sn-Zn系钎焊料的研究及商业化应用进行了论述和展望.     

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.     

Ti对Ag-Cu系活性钎料微观组织及性能的影响

研究了Ti对Ag-Cu系活性钎料的润湿性、力学性能及微观组织的影响.结果表明,随着含Ti量(6～12wt％)增加,Ag-Cu-Ti系活性钎料对被焊基体c-BN的润湿性提高,而钎料显微硬度升高脆性增加,钎焊接头强度降低.Ag-Cu-Ti系活性钎料是由α-Ag固溶体、α'一Cu固溶体、Ag-Cu共晶和Ag-Ti、CuTi3等化合物组成.随含Ti量增加,α-Ag固溶体、脆性化合物增加,共晶组织减少,由于脆性化合物增加,钎料铸态组织中有微裂纹形成.当含Ti量为10wt％时,钎焊c-BN接头界面结合致密,形成化合物型界面,实现Ag-Cu-Ti系活性钎料与c-BN的界面冶金结合.     

电子钎料润湿性测量表征方法研究

分别用3种润湿性测量方法（铺展面积测量法、润湿力测量法和润湿角测量法）做了不同松香浓度和不同助焊剂下的钎料Sn-37Pb的润湿性,以及在不同助焊剂下润湿性.通过对比分析发现,钎料Sn-37Pb的铺展面积和润湿力测量结果随着松香浓度的增加呈现出相近的趋势,有较好的一致性;在不同助焊剂的情况下,不同钎料的铺展面积和润湿力的测量结果较复杂,缺乏一致性.     

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.     

塑性高温活性钎料的研究

根据液相线温度t≥ 110 0℃、冷变形总量ε总 ≥ 40 %要求设计了PdNiTi系、AuPdNiTi系列高温活性钎料 ,对 2种钎料系列的熔化特性、加工性能、润湿性进行了实验研究 .结果表明 :PN - 2 ,APN - 2高温活性钎料具有良好的塑性变形能力 ,对结构陶瓷具有优异的润湿性 ,可直接钎焊结构陶瓷和结构陶瓷 /金属组件     

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.     

Cu含量对Sn基无铅钎料组织、界面反应影响

研究了Cu含量对Sn-xCu(x=0.7%,2%)、Sn-9Zn-xCu(x-0.2%,10%)两种无铅钎料的基体组织以及与Cu基板短时间钎焊时界面金属间化舍物(IMC)生长行为的影响.结果表明,当Sn-Cu钎料中Cu的含量为2%时,基体中IMC租化为块状的Cu6Sn5相;对于Sn-9Zn-xCu钎料合金,2%Cu元素的加入使得Sn-9Zn基体中长针状的富Zn相转化为Cu5Zn8相以及细小的富Zn相,而当Cu含量达到10%时,钎料基体中的IMC为CuZn相与Cu6Sn5相.在260℃短时间钎焊下,Cu含量的增加加速了Sn-xCu/Cu界面IMC的粗化和生长;而对于Sn-9Zn-xCu/Cu,Cu含量的增加却明显降低了界面IMC的生长速率.同时分析、讨论了界面IMC随钎焊时间变化的生长行为.     

微连接用无铅钎料及稀土在钎料中的应用现状

综述了微连接用无铅钎料的应用研究现状，指出SnAgCu系合金因良好的综合性能将成为最有潜力的锡铅钎料替代品。基于对稀土在钎料中应用研究成果的分析，认为添加微量稀土有望成为改善SnAgCu系无铅钎料蠕变性能的重要途径。充分利用我国丰富的稀土资源开发低Ag的SnAgCuRE系钎料，应当成为中国今后无铅钎料研究开发的重点。     

电子组装无铅钎料用助焊剂的研究现状及趋势

概述了世界电子产品的无铅化趋势及相关立法,比较了世界各国及地区的助焊剂专利文献,分析了助焊剂的研究进展状况,着重论述了微电子组装中无铅钎料专用助焊剂的特点和要求,并提出了开发和研究无铅钎料专用环保型助焊剂需要解决的一些关键问题.最后,归纳了微电子组装无铅钎料专用助焊剂的发展方向和趋势.     

时效处理对Sn-Ag-Cu-Bi无铅钎料显微组织和力学性能的影响

主要研究了时效处理对Sn-3Ag-0.5Cu、Sn-3Ag-0.5Cu-1Bi、Sn-3Ag-0.5Cu-3Bi无铅钎料显微组织和力学性能的影响,并根据试验结果讨论了Bi元素的作用.试验结果表明Bi的加入提高了钎料的抗拉强度,但降低了其延伸率.通过在不同温度下时效处理,在含Bi的钎料中,Bi在Sn基体中析出,而含Bi的钎料表现出相对稳定的力学性能.这可归因于Bi的固溶强化与弥散强化作用的转化.     

散热器用钎料的成份改进及性能探讨

本文根据金属学原理及钎焊润湿性原理，以铅－锡钎料为基，以降低钎料熔点和增加其润湿性为目的，以Ａｇ，Ｈｇ，Ｃｄ，Ｓｂ，Ｂｉ为改善钎料的添加元素，通过正交试验，提出了一种含锡量的１４％的新钎料。这种新钎料的工艺性能可与含锡４０％的铅－锡钎上媲美。     

碳化硅颗粒增强铝基复合材料的钎焊

采用高纯氩气保护炉中钎焊的焊接方法研究了 15 %SiCp/ 30 0 3Al复合材料钎焊主要工艺参数对接头剪切强度的影响。结果表明 :采用HL4 0 2 0 .4 %Mg 0 .1%Bi钎料配合钎剂QJ2 0 1钎剂 ,在钎焊温度 6 15℃ ,保温6min ,在 3kPa的恒压力作用下 ,钎料铺展好 ,钎焊缝致密 ,获得了较高质量的复合材料钎焊接头 ,接头剪切强度最高可达 35MPa。试验还表明 ,钎料成分、钎焊温度和保温时间是影响接头强度的主要因素 ,接头区Al SiC、SiC SiC界面是使复合材料钎焊接头强度低于基体合金钎焊接头强度的主要原因