微波混合电路铝合金封装外壳电镀锡铋技术

混合集成电路中，封装一般采用表面电镀镍金可伐外壳。但是可伐表面镀金在实用中也有其固有的缺点，表面镀金层与电路焊接时，镀层金与焊料中的锡，电位差较大，存在原电池腐蚀的不利因素。铝合金上采用无铅锡铋镀层是一种较好的替代方案。本文采用盐雾试验法，对铝合金表面化学镀镍做底层及电镀光亮锡铋层做表层的样品进行抗腐蚀性研究，结果表明采用化学镀镍14微米和光亮锡铋7微米组合镀层的具有良好的抗腐蚀效果，可以承受72小时的盐雾试验。此外采用扫描电镜、X射线能谱仪对锡铋光亮镀层的成分进行分析，结果表明铋含量为1％，锡含量为99％。     

金属化光纤光栅内应力的分析和实验研究

通过化学镀的方法,在光纤光栅表面得到了不同厚度的均匀金属镍镀层。由于材料热膨胀系数的差异,金属镍镀层将会在光栅内部形成内应力,这种内应力将随着镀层厚度的改变而改变。理论上分析了金属镀层的厚度对光栅中心波长漂移的影响,获得相关的理论曲线;实验上通过对化学镀镍全过程光纤光栅反射光谱的在线监测,获得了不同镀镍层厚度的光纤光栅中心波长的改变量,实验数据与理论分析结果吻合较好。     

一种无氰置换镀金技术的研究

文章探讨了无氰亚硫酸金盐置换镀金的工艺参数对镀速及镀液稳定性的影响,具体讨论了金盐与络合剂在不同比例条件下的镀速变化。测试使用稳定剂的镀液对镍离子的耐受能力以表征其生产稳定性和使用寿命。使用优化后的镀液对印制电路板进行实际使用试验,并对镀层的结合力、可焊性进行测试。最终确定了一种置换镀金的最佳工艺条件,镀液不含氰、丙二腈等带有CN-的物质,适用于化学镀镍/置换镀金、化学镀镍/化学镀钯/置换镀金等工艺的清洁生产。     

Al-Si镀层在激光拼焊板焊缝中分布及性能影响研究

针对热成形前Usibor1500钢板激光拼焊时Al-Si镀层对焊缝的影响进行研究,对比分析了保留Al-Si镀层与去除顶层镀层后的激光拼焊焊缝金相特征,通过能量色散X-射线光谱(EDS)的方法分析了镀层元素在焊缝中的分布特征,采用室温拉伸实验研究了去除顶层镀层前后力学性能的差异。研究结果表明:Al元素分布于焊缝各个部位并存在局部偏聚,Al在不同合金相中质量百分比分别为1.76%和2.65%;Al-Si镀层进入焊缝形成的脆性相降低焊缝力学性能,焊缝断裂的抗拉强度为458~479 MPa,而断裂于母材时为500 MPa左右;去除顶层镀层可以改善焊缝力学性能,拉伸断裂位置均为母材。     

PCB镀金层孔隙率检验方法研究

表面封装技术的兴起使有机可焊性保护涂层、化学沉镍金或电镀镍金表面处理在工业化生产中得到广泛的应用。但是这三种工艺形成的保护镀层较薄,不可避免的出现微孔,产生微孔腐蚀,对表面品质有至关重要的影响,孔隙率是评价其镀层连续性的重要参数之一。文章分析了目前孔隙率的检验方法,并介绍一种新型镀金层孔隙率检验方法。     

新产品与新技术（63）

化学镀镍溶液的循环使用日本Murata公司开发了一项化学镀镍液循环使用实现零排放技术,有利于环境保护和节约成本。此技术的特征是：镀镍溶液中镍盐是用次亚磷酸镍,而非硫酸镍;溶液pH维持使用次亚磷酸和氢氧化钙;溶液中亚磷酸离子浓度超量由添加氢氧化钙产生亚磷酸钙沉淀除去。（表面技術,2011/12）应用聚吡咯纳米分散液的新化学电镀日本Achilles公司开发了一种新的化学电镀工艺。     

插头镀金线镀层厚度计算模型研究

电镀镍金镀层厚度是PCB产品可靠性的关键指标,文章从插头镀金线实际生产需求出发,运用法拉第定律和多元函数进行数学推导,得出一个普遍适用于插头镀金线镀层厚度理论计算模型。在理论计算模型的基础上进行多次试验分别得出电镀镍和电镀金的电流效率,并对实际镀层厚度计算模型的有效性进行重复试验验证。试验结果表明,我们可以得出一个合理的镀层厚度计算模型以指导插头镀金线实际生产。     

采用石英晶体微衡器技术来控制镍/金镀过程

由于更多的因素,先进的表面安装技术(SMT)要求采用比热风整平(HASL)得到的更好平整度的焊盘和更精细间距导体,才能满足需要。这种平整度技术应当不牺牲锡/铅使用期限和可焊性的一些特性为代价。经过很多的研究,包括有机涂层、浸镀锡,在铜上化学镀镍或镀金,但最广泛采用的一种过程是在化学镀镍8～10μm     

化学镀镍/化学镀钯/浸金表面涂覆层的再提出

文章概述了化学镀镍/化学镀钯/浸金表面涂(镀)覆层的特性.不仅它能够满足各种各样的类型元件和安装工艺的要求,而且也能满足高密度的IC基板封装的要求.因而,化学镀镍/化学镀钯/浸金表面镀层是一种"万能"的镀层,具有最广泛的应用前景.     

柔性ITO薄膜表面无敏化法选择性化学镀镍研究

通过化学镀镍对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基体表面氧化铟锡(ITO)薄膜进行金属化处理从而提高其导电性能。该化学镀镍工艺不同于传统工艺,无需敏化,直接经过活化还原后实现在柔性ITO薄膜表面选择性化学镀镍。采用扫描电子显微镜(SEM)、结合力测试和导电性测试对镀层形貌和性能进行表征。结果表明,ITO表面镀镍层均匀致密、附着力好,PET基体无镍层覆盖,具有高度的选择性,且极大提高了柔性ITO薄膜的导电性和疏水性能。     

碳纤维表面化学镀覆Ni纳米薄膜制备及其FED器件场发射特性

文章利用化学镀在碳纤维CNFs表面制备了镍金属纳米薄膜,并对其FED器件场发射特性进行测试。结果证明,碳纤维化学镀镍之后,其场发射特性显著提高。当化学镀时间为30分钟,pH值为4.6时,碳纤维化学镀镍的增重率ΔG/G为49.5%,扫描电子显微镜（SEM）和能谱分析（EDS）研究表明,碳纤维CNFs表面覆镀的Ni金属薄膜表面平整、致密。当电压为832V时,出现亮点,当电压为1,456V时,场发射电流强度I为0.65mA。数值计算可得,镀镍碳纤维CNFs的场增强因子β为1,376,是碳纤维场增强因子的4.83倍。     

AA6063-T6铝合金激光焊接实验研究

采用3500 W Slab CO2激光器，对厚度为5 mm的AA6063-T6铝合金板材进行了激光填丝对接焊接实验研究。测定了AA6063铝合金激光焊接的功率阈值，探讨了激光填丝焊接工艺参数对焊缝成型的影响，并对不同填充焊丝焊接接头的强度及拉伸断口形貌进行了分析。研究结果表明，在合适的工艺参数下，可以获得表面光洁、正反面焊缝成型良好的对接接头;焊态下，单面焊接不填充焊丝的接头强度为180.7 MPa;单面焊接填充AlSi12,AlMg4.5MnZr焊丝的接头强度最低为190 MPa，且两种填充焊丝接头的拉伸强度无明显差异;双面焊接填充AlMg4.5MnZr焊丝的接头强度达到200.7 MPa，约为母材的90%。对于单面焊接接头，由于填充材料难以进入焊缝内部及根部存在气孔加剧了拉伸强度较低的程度。     

Nickel filament polymer-matrix composites with low surface impedance and high electromagnetic interference shielding effectiveness

The processing of nickel filaments of 0.4 Μm diameter gives polyethersulfone-matrix composites with high electromagnetic interference shielding effectiveness, high reflection coefficient and low surface impedance at 1-2 GHz. With 7 vol.% nickel filaments, the composite exhibited shielding effectiveness 87 dB (compared to 90 dB for solid copper), surface impedance 1.2 Ω (same as for solid copper), tensile strength 52 MPa, modulus 5 GPa, ductility 1.0%, and density 1.87 g/cm³.     

AlN陶瓷表面化学镀镍工艺

采用化学镀镍的方法对AlN陶瓷进行金属化。研究了陶瓷表面粗化工艺、化学镀溶液成分等对镀层的影响,得到了最佳工艺：采用500 g.L-1的NaOH溶液对AlN陶瓷进行30 min腐蚀粗化,可得到理想的粗化表面;采用的十二烷基硫酸钠作为镀液表面活性剂,浓度为100 mg.L-1,可减少镀层中的氢含量,使得镀层更加致密。将金属化后的AlN陶瓷与SiCp/Al复合材料焊接,剪切强度可达到110 MPa。     

激光粉末沉积中碳高强贝氏体钢组织与性能研究

为了实现高强贝氏体钢零部件增材修复的目的,采用激光粉末沉积+等温热处理的方法制备了一种中碳高强贝氏体钢,其合金成分(质量分数)为Fe-0.0029C-0.0150Si-0.0150Mn-0.0096Cr-0.0120Ni-0.0100Al-0.0050Mo。使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪对贝氏体钢的微观组织进行表征,采用拉伸试验机以及显微维氏硬度仪对材料的力学性能进行表征,试样沉积后在280℃盐浴等温处理5h具备最佳综合性能,平均显微硬度达到494.5HV,抗拉强度达到1248MPa、屈服强度达到1037MPa,延伸率达到14.5%。结果表明,不同工艺参量试样微观组织均由贝氏体板条以及残余奥氏体组成,且组织均匀,无碳化物、偏析以及气孔夹杂等缺陷,但等温时间过低以及等温温度过高都会导致组织性能劣化。该研究为高强零部件的增材修复提供了参考。     

Si-PI低温键合黏合剂的研制与性能测试

根据微机电系统(MEMS)在承压能力与化学稳定性方面的要求,在国外文献的基础上配制得到一种作为Si-聚酰亚胺(PI)低温键合黏合剂的芳香类热固性共聚酯(ATSP)。使用ATSP在不同条件下对Si-PI进行低温键合,确定了适合ATSP键合的温度和压力条件,并对键合面的拉伸强度和化学性能进行测试。测试结果表明,Si-PI键合面的拉伸强度能够达到1.3 MPa以上,完全可以满足MEMS器件在承压能力方面的要求。同时,键合后的ATSP在丙酮、酒精、制冷剂R134a和1-甲基-2-吡咯烷酮等多种试剂中均具有良好的化学稳定性。     

热时效和焊点尺寸对SnAgCu微焊点强度的影响

针对高度为100～300μm的无铅钎料Sn-3.0Ag-0.5Cu微焊点,研究了等温热时效和焊点尺寸对其在100℃下拉伸强度的影响。结果表明,保持焊点直径不变时,高度为100,200和300μm微焊点未经热时效的平均拉伸强度分别为53.75,46.59和44.38MPa;热时效时间延长使微焊点内钎料合金显微组织明显粗化,导致焊点拉伸强度降低,前述三种高度的微焊点96h热时效后平均拉伸强度分别为44.13,38.38和33.48MPa,但96h热时效对IMC厚度无明显影响。     

海底光缆拉伸试验中有关问题的探讨

介绍了海底光缆拉伸试验中光纤应变性能的测量方法。对两种光缆夹持装置进行了比较,并对其试验结果进行了分析。提出了防止光纤纵向滑移的措施。     

Ultrasonic embedding of nickel-coated fiber Bragg grating in aluminum and associated sensing characteristics

Fiber Bragg Gratings (FBGs) were embedded in metal foil using ultrasonic welding processes. Ultrasonic welding embedding processes, cross-sections of welded samples, the form change and wavelength shift of the Bragg peak during the processes, as well as the sensing characters of embedded FBGs were investigated. To understand the effects of metal foil properties on fiber embedding, optical fibers were embedded in similar and dissimilar metal foil samples. In order to study the effects of protective coating properties on the embedding processes, bare fibers, chemical nickel-plated fibers and chemical-electro nickel-plated fibers were compared in the ultrasonic welding process. Results indicate that only chemical-electro plated fibers and FBGs were successfully embedded in aluminum foils due to good protection and an appropriate matrix metal. Examination of the form change and wavelength shift shows that the FBGs are preserved well after the plating and ultrasonic welding processes. Thermal sensing results show that temperature sensitivity of the FBG was enhanced after chemical-electroplating and further enhanced after embedding in aluminum, which resulted from different thermal expansion coefficients of the SiO₂, aluminum and the nickel layer. Strain sensing results show (i) the embedded FBG remains in good condition when a cyclic tensile load (0–40 N) is applied; (ii) the relationship between wavelength and the applied load shows a linear trend.     

Predicting tensile properties of the bulk 96.5Sn-3.5Ag lead-free solder

Equations are presented for predicting tensile properties as functions of temperature and strain rate for the bulk-eutectic 96.5Sn-3.5Ag lead-free solder. At 25°C, we obtained 49.0 GPa for Young’s modulus based on acoustic measurements, which is higher than most of those measured by tensile tests that are subject to viscoelastic creep; 23.1 MPa and 26.3 MPa for yield stress and ultimate tensile strength (UTS) of specimens that are cast, annealed, and aged at a strain rate of 2.0×10⁻⁴ s⁻¹; 48.7% for total elongation, which is larger than most of the reported values. The presence of “initial defects” in the specimens, such as porosity and void, might cause the reduction in measured total elongations. Contribution of NIST, an agency of the U.S. government, not subject to copyright in the United States.