铝合金微波组件的感应软钎焊工艺研究

阐述了感应加热的原理和设备的人机界面特点,分析了铝合金感应软钎焊的优点,根据试验需要设计了专用工装.文中将感应加热技术应用于铝合金微波组件的软钎焊,利用感应加热速度快、加热集中和工件变形小等优点,设计相应的感应器,开展焊接温度场测试和感应软钎焊工艺研究,实现了铝合金微波组件的连接,其焊缝外观一致,内部焊缝致密,微波组件焊后变形较小.     

金属/陶瓷发热体钎焊接头的残余应力分析

采用热弹塑性有限元方法,在考虑了材料性能参数随温度变化情况下,分析了采用Ag—Cu—Ti钎料钎焊A12O3陶瓷与Ni金属丝的钎焊接头,在钎焊和随后再次加热过程中产生的应力大小和分布情况,计算中着重考虑了钎料对接头残余应力的影响。分析结果表明,在钎料与陶瓷的界面处存在着较大的残余拉应力,影响了钎焊接头的连接强度,并可能在界面的陶瓷侧产生裂纹。通过试验对比,认为在此类连接结构中,钎料是造成接头形成较大残余应力的主要因素。同时。选择合适厚度的钎料会降低钎焊接头的残余应力,改善接头连接强度。     

Si3N4陶瓷与钢的真空钎焊研究

本文研究了Cu—Sn—Ti,Cu—In—Ti,Cu—Cr,Cu—Ge—Ti铜基活性钎料钎焊Si_3N_4陶瓷与钢。结果表明,四种铜基无银钎料均可实现Si_3N_4陶瓷与钢的连接,Cu—Sn—Ti,Cu—In—Ti的钎焊接头的剪切强度较高,它们合适的钎焊工艺参数分别为1373K×600s,1323K×600s。钎焊接头的X射线衍射分析,波谱分析表明活性钎料连接陶瓷与金属的机制是钎料中活性元素(Ti、Cu)向陶瓷界面扩散并与之发生化学反应而实现接合。     

铝钛异种合金的激光熔钎焊

提出了一种连接Al/Ti异种合金的新工艺，即采用激光为热源，AlSi12为填充材料，实现了Ti-6Al-4V钛合金和LF6铝合金的激光熔钎焊连接。激光熔钎焊是一种局部加热焊接过程，通过调整激光加热参数，控制填充材料的润湿铺展及界面金属间化合物的形态和数量，从而控制接头质量。在实验过程中，填充焊丝实时送入，通过改变激光功率、间隙大小、光斑尺寸、焊接速度、送丝速度、激光辐照位置等工艺参数，以获得对接头的不同加热效果。研究了不同参数下的钎缝成形规律、接头界面特点及接头拉伸强度。结果表明，采用激光熔钎焊工艺连接Al/Ti异种合金可以获得成形良好、强度较高的接头，但焊接过程对工艺参数要求严格;接头厚度方向不同位置的界面金属间化合物的厚度和形态各不相同;热输入较低情况下，钎料与钛合金材料作用不充分，接头易从界面处断裂;热输入较高时，接头容易从铝合金侧熔合区附近断裂。     

低温铝钎料的研制

低温铝钎焊具有加热温度低,操作方便等优点。但是钎焊接头的抗腐蚀性差,在潮湿介质中很快被腐蚀,以致发生破坏。本文研究了常用软钎料钎焊铝时接头抗腐蚀性差的原因。又根据钎料同母材相互作用原理,研制出一种新型钎料,钎焊时在钎料同母材的界面上形成一过渡层,使母材成为阳极、母材同钎料的电极电位差异较小,并平缓过渡,因而钎焊接头的抗腐蚀性大大提高,同常用钎科相比,接头破坏寿命可提高数倍以上。这是一种完全新型的软钎料。     

铝软钎焊时钎料元素的化学选择吸附作用

铝软钎焊的关键问题是钎焊接头耐蚀性差。本文以普通 Pb—Sn 软钎料为基体,加入能与 Al 形成界面化合物的合金元素改变钎焊接头界面电极电位和改善钎料与母材间的结合,从而提高铝软钎钎焊接头的耐蚀性。试验研究表明:加入合金元素 Ag的 Pb—Sn 钎料钎焊 Al 时,Ag 向 Al 表面的化学选择吸附作用明显,由于形成 Ag—Al 化合物使耐蚀性显著提高。本文还提出不同工艺因素对铝软钎焊接头耐蚀性影响的试验结果。     

基于TC4/Ni杜瓦冷指焊缝微观组织及接头结构的研究

针对微型节流制冷型红外焦平面探测器杜瓦冷指,选取TC4/Ni的钎焊形式,从钎焊方法和钎料类型的焊缝微观组织以及接头结构设计的可靠性等方面对TC4/Ni的钎焊工艺进行了研究。结果表明,结合应力、形变和降温时间仿真以及防锈蚀分析结果,研究TC4/Ni冷指端面结构钎焊工艺具有一定工程实用意义;并通过正交试验确定了高温真空钎焊+AgCu28钎料组合的较佳工艺方案,满足对控制元素偏析和减少焊接脆性相生成的目的;同时综合考虑钎透率、充耐压试验及剪切强度测试的结果,确定锥形焊缝为较佳焊接结构。     

一种微波连接器大面积接地钎焊实现方法

使用钎焊工艺实现微波连接器与基板互联,不但可以实现微波连接器与基板之间的机械连接,也可以实现微波连接器外壳可靠接地,使连接器装配更好地适应高频微波电路的要求。文章针对一种典型的连接器与基板垂直连接试件的焊接工艺分析,使用感应焊和电阻焊两个方法实现工艺过程,通过X射线检测钎透率,进行失效分析,并经过焊缝力学性能测试表明,通过恰当的工艺工程控制,两种方法均能够满足焊接要求。     

感应钎焊技术及其在电连接器焊接中的应用

感应钎焊技术因其具有加热迅速、焊接效率高、焊料氧化少和加热部位局域化的优点,被用来焊接微波组件中的电连接器。针对组件外形不同和待焊电连接器种类不同,设计了与组件结构相匹配的感应线圈,探索优化了感应加热参数设置。焊接获得的电连接器焊缝质量良好、气密性指标优异,满足气密封质量要求。     

铝/钢异种金属无钎剂激光填粉熔钎焊接

采用宽带激光光斑和填粉焊接技术,在不使用钎剂的情况下进行6061铝合金/镀锌钢板的熔钎焊接实验。分析测试了接头成形、焊缝组织和接头强度,并探讨了影响接头强度的因素。结果表明,采用此方法可实现6061铝合金/镀锌钢板的熔钎焊连接。选用优化的焊接工艺参数获得了成形饱满,无裂纹、气孔等缺陷的焊缝。焊缝熔宽和金属间化合物层厚度随焊接热输入量的增加而增大。熔钎焊缝中金属间化合物由Al-Fe和Al-Fe-Si系统化合物组成。拉伸试样均断裂在钎料/镀锌钢界面,接头最大机械抗力为152.5 N/mm,断口呈脆性断裂特征,钎料/镀锌钢界面为接头的薄弱环节。拉伸试样铝一侧断裂面由Al5Fe2Zn0.4和α-Al组成。焊缝熔宽、金属间化合物层厚度共同决定了接头的机械抗力水平。     

Eddy Current Induced Heating for the Solder Reflow of Area Array Packages

This paper presents a feasibility study of using eddy current induced heating for the solder reflow of area array packages. With a high frequency electromagnetic field, Sn 3.5% Ag lead-free solder balls were heated to melt and wet the solder pads on an organic substrate. The experimental results showed that such a solder reflow process could be implemented effectively in a wide processing window. With an infrared temperature sensor, it was found that the temperature difference between the solder balls and the FR4 board might reach 80 , indicating a rather localized heating mechanism. In addition, the heating and cooling rates during the soldering were found very high. This is another feature of the induction heating reflow process. It was also found that the generated temperature in the solder balls would depend on the size of the solder balls. This characteristic may be used to perform selective soldering of flip chip BGA packages. Furthermore, the developed soldering process was applied to the board level reflow of actual components. The result verified that the induction heating reflow is a feasible soldering process in actual applications.     

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。     

无铅波峰焊工艺与设备的技术特点探讨

介绍了无铅波峰焊工艺的特点,并从波峰焊接工艺流程分别介绍了无铅波峰焊设备的各个子系统.从无铅焊料的润湿性、易氧化性、金属间化合物的形成特点等方面分析了无铅焊接相对于Sn-Pb焊接的工艺特点,提出了无铅焊接过程中应注意的问题及解决的方法.从无铅焊接工艺特点分析,整个波峰焊接过程是一个统一的系统,任何一个参数的改变都可能影响焊接接头的性能.通过分析需要对波峰焊接过程中的参数进行优化组合,得到优良的焊接接头.     

Soldering method using longitudinal ultrasonic

An efficient ultrasonic soldering method of inserting the metal bumps into the solder is investigated in this work for electronic packaging. The effects of the process parameters such as the ultrasonic frequency, amplitude, dimensions of the metal bump and solder are analyzed through the viscoelastic modeling. The ultrasonic soldering was conducted using the Cu and Au bumps, and the acceptable bonding condition was determined from the tensile strength. Localized heating of the solder was achieved and the stirring action due to the ultrasonic influences the bond strength and microstructure of the eutectic solder. Since higher temperature is obtained with smaller solder, the proposed ultrasonic soldering method appears to be applicable to the high-density electronic packaging.     

电连接器的感应钎焊工艺设计研究

微波组件中的电连接器焊接要求高,感应钎焊技术因其可以实现快速焊接、焊料氧化少、热影响区域小而被用来焊接电连接器。对感应钎焊电连接器的工艺设计进行了研究,针对其工艺设计中的主要因素工件结构形式、工件材料、接触镀层以及焊料种类展开了讨论分析。以上述工艺设计为指导,优化设置了感应钎焊工艺参数,焊接获得了满足相关质量要求和气密性指标的微波电连接器。     

Study of interfacial reactions between Tin and copper by differential scanning calorimetry

The interfacial reactions at the solder joints of interest in microelectronic structures have been extensively investigated in order to control the soldering process and thereby to provide strong and reliable solder joints. These reactions comprise the dissolution of a base metal into a molten solder, the concomitant growth of intermetallics in the liquid state, and the growth of intermetallics in the solid state. Various experimental techniques employed include conventional cross-sectional metallography, scanning electron microscopy, electron microprobe analysis, x-ray diffraction and others. In this study, the interfacial reaction between tin and copper has been investigated by using differential scanning calorimetry which provides a simple means to study such reactions and complements information obtained from other techniques. The experimental results have been applied to understand the interfacial reactions in two important examples: one for a soldering process with copper metallization, and another for a high conductivity, Pb-free, electrically conducting adhesive which contains tin-coated copper powder as conducting filler particles.     

通孔再流焊接技术

通孔再流焊技术是将通孔元件结合到表面组装工艺的一种工艺方法,虽然存在不足之处,但是通过适当的工艺设计和工艺过程控制,通孔再流焊焊点质量与可靠性是可以与传统替代工艺相媲美的.     

再流焊焊点可靠性自动管理系统

加热因子Q是描述SMT再流焊过程的一个量化参数,决定了再流焊工艺以及焊点的可靠性,其大小直接反映了焊点的吸热量以及焊接界面形成的金属间化合物的形态.通过自动再流焊管理系统(ARM)对温度曲线进行监控和优化,调整加热因子,实现可靠的产品焊接.     

BGA元器件受热模型分析与SMT工艺控制

不同BGA封装结构的元器件在回流焊过程中,由于其焊球的受热路径和热阻不同,导致焊球受热不均匀、PCB变形甚至引起IC芯片的"虚接触",严重影响BGA元器件的焊接质量.通过对BGA封装元器件受热模型,热阻的分析,提出了不同BGA封装结构的元器件回流焊温度设置和控制要点:PBGA元器件峰值温度在235～245℃时焊接时间1...     

BGA混合焊点热循环负载下的可靠性研究

焊料从有铅向无铅转换中,不可避免会遇到二者混合使用的情况,有必要对生成的混合焊点进行可靠性研究。通过对不同工艺参数下形成的混合焊点和无铅焊点进行了外观检测、X射线检测和温度循环测试。结果显示,只要工艺参数控制得当,混合焊点是可行的。在焊球合金、焊料合金、峰值温度、液相线以上时间和焊接环境五个关键因素中,前四项对焊点可靠性比较重要,焊接环境对焊点可靠性的影响不很显著。