Cu-Ni-Sn-Ti活性钎料成分设计与优化

利用混料回归设计建立了Cu-Ni-Sn-Ti活性钎料成分与剪切强度、润湿性能的回归方程,分析了成分质量分数对接头剪切强度和钎料润湿性能的影响规律。结果表明:增加Ti含量有助于提高钎料的润湿性能,但同时也使接头的剪切强度下降;添加适量的Sn能明显改善接头剪切强度和钎料的润湿性能。在综合考虑成分变化对钎料熔化温度区间等影响后,优化设计出用于钎焊连接立方氮化硼超硬材料的w(Ti)=10%~12%、w(Sn)=3%~5.5%的Cu-Ni-Sn-Ti活性钎料。     

遗传算法在多元铜基钎料成分优化中的应用

ＣｕＺｎ钎料在白口铸铁表面的润湿性能和钎缝剪切强度低于其在钢表面的润湿性能和钎缝剪切强度,白口铸铁向钎料过度溶解所造成的溶蚀是钎料润湿性能差、钎缝剪切强度低的主要原因。为提高ＣｕＺｎ钎料的综合性能,本文根据二次回归组合设计方法建立了合金元素与钎料润湿性能、剪切强度的回归方程,分析了合金元素对钎料的润湿性能及钎缝剪切强度的影响规律;将分层序列法与遗传算法相结合可以求解钎料润湿性能、钎缝剪切强度多目标优化问题。实验表明,采用本文提出的铜基钎料成分优化方法,可以获得优化的铜基钎料成分和性能。     

遗传算法在多元铜基钎料成分优化中的应用

CuZn钎料在白口铸铁表面的润湿性能和钎缝剪切强度低于其在钢表面的润湿性能和钎缝剪切强度,白口铸铁向钎料过度溶解所造成的溶蚀是钎料润湿性能差、钎缝剪切强度低的主要原因。为提高CuZu钎料的综合性能,本文根据二次回归组合设计方法建立了合金元素与钎料润湿性能、剪切强度的回归方程,分析了合金元素对钎料的润湿性能及钎缝剪切强度的影响规律;将分层序列法与遗传算法相结合可以求解钎料润湿性能、钎缝剪切强度多目标优化问题。实验表明,采用本文提出的铜基钎料成分优化方法,可以获得优化的铜基钎料成分和性能。     

锡元素对Zn-10Al钎料合金组织及性能的影响

利用OM、XRD衍射仪、SEM及其自带的EDS能谱分析仪、万能试验机研究Sn元素添加量对Zn-10Al钎料合金显微组织、物理性能以及焊接性能的影响.结果表明:Sn元素能够细化Zn-Al钎料共析组织,降低钎料合金熔化温度,提高钎料合金铺展性能以及焊接接头的抗剪强度.添加Sn元素质量分数为12%时,钎料合金在铜板上铺展面积为122 mm2,焊接接头的抗剪强度为53 MPa.当Sn元素质量分数超过12.0%时,铜界面处金属间化合物迅速生长,铺展面积和剪切强度下降.     

合金元素对Sn-Bi-Sb-Ag-Cu-Re系无铅钎料性能和组织的影响

研究了合金元素Bi、Sb、Ag、Cu、Re对锡基无铅多元钎料性能和组织的影响.研究结果表明，增加Bi、Ag、Cu含量可以降低液相线温度，Sb可以提高液相线温度；Bi、Cu有提高润湿性能的作用，Sb、Ag、Re在低含量范围内可提高润湿性能；Cu有提高剪切强度的作用，Bi明显使剪切强度降低.钎料的相组成是由在β Sn的基体上分布着金属间化合物Ag3Sn、SnBi和Cu6Sn5构成的，Sb和Re则基本上是固溶在基体中.     

合金元素对Pb-Sn-Sb-Bi-P-Cd系软钎料性能的影响

研究了Sn、Sb、Bi、P、Cd五种合金元素对Pb-Sn-Sb-Bi-P-Cd系软钎料的熔化温度、润湿性能、抗剪强度等性能的影响.结果表明,加入适量的Sn、Bi、Sb、Cd可以降低液相线温度;加入适量的Sn、Cd可改善润湿性能;加入适量的Sb、Sn、P可提高抗剪强度.     

合金元素对Pb-Sn-Sb-Bi-P-Cd系软钎料件能的影响

研究了Sn、Sb、Bi、P、CA五种合金元素对Pb-Sn-Sb-Bi-P-CA系软钎料的熔化温度、润湿性能、抗剪强度等性能的影响．结果表明，加入适量的Sn、Bi、Sb、Cd可以降低液相线温度；加入适量的Sn、Cd可改善润湿性能；加入适量的Sb、Sn、P可提高抗剪强度．     

时效处理对CuCrSnZn/SnAgCu钎料接头界面及剪切性能影响

为了探讨引线框架铜合金与无铅钎料钎焊接头界面性能,采用扫描电镜及万能材料实验机,分析了引线框架用CuCrSnZn合金与SnAgCu系无铅钎料钎焊接头,在160℃时效不同时间的过程中界面形貌及接头剪切性能的演变过程.结果表明,时效前,钎焊接头界面处形成了一层长针状的Cu6Sn5;不同时间时效处理后,接头界面IMC层厚度有不同程度的增加,Cu6Sn5变长变粗,逐渐离开界面进入钎料内部,靠近铜合金片材基体的一侧会出现极薄的一层Cu3Sn层.无铅钎料钎焊接头时效25h剪切强度可到27.3 MPa,其后逐渐降低.未时效、时效25 h和50 h断裂发生在钎料基体内部,时效至300 h,断裂位置向界面金属间化合物处转移,剪切断口断裂形式逐渐由韧性断裂向脆性断裂转变.     

Zn对Sn-Ag-Bi系软钎料钎焊性能影响的研究

钎料的钎焊性能很大程度取决于钎料对基板上的润湿性能，而润湿性能与液态钎料在基板上的液、固、气三相界面的界面张力有关。通过建立简化的数学模型，得出了润湿角θ与钎料熔滴铺展面积间的数学关系式。并采用铺展面积法对Sn—Ag—Bi系钎料钎焊性能进行评估，结果表明在添加1％的Zn，可提高钎料的润湿性能，并可减少Bi的用量。     

Sn-Ag-xCu-Bi-Ni/Cu焊点界面IMC演变

为了研究低银无铅焊点界面金属间化合物(IMC)的形成与演变,以低银无铅焊点Sn-Ag-xCu-Bi-Ni/Cu为研究对象,研究了钎料中Cu质量分数对界面IMC厚度、形貌和成分的影响.实验结果表明,随着钎料中Cu质量分数的增加,回流焊后焊点IMC层厚度变薄,IMC晶粒尺寸增大,IMC晶粒形貌由颗粒状转变为棱柱状以及鹅卵石状,同时界面IMC成分发生由(Cu,Ni)6Sn5向Cu6Sn5的转变.高温时效后,界面IMC层厚度增长.当钎料中Cu质量分数超过1%时,时效后生成较厚的Cu3Sn化合物层,对焊点可靠性不利.钎料中Cu质量分数应控制在1%以下.     

元素Ag 对Sn －9Zn 钎料组织及性能影响

通过实验研究了元素Ag对Sn-9Zn共晶钎料微观组织、熔点、显微硬度及抗腐蚀性的影响。结果表明,添加Ag元素后,能使Sn-9Zn合金组织和性能得到明显改善,其中Ag和Zn形成AgZn₃化合物,可以抑制粗大针状Zn相组织的生长,并呈放射状,对合金基体起到很好的弥散强化作用;熔点提高2 ℃;润湿性提高20%;显微硬度提高10.02%;腐蚀电位明显提高,抗腐蚀性能得到改善,接近于传统Sn-37Pb钎料。     

Preliminary Investigation of Copper Joints Soldered with Sn58Bi

In recent years, intensive studies have been carried out to find an alternative for Tin (Sn)-Lead (Pb) solder alloys with increasing demand over lower temperature solder alloys in current electronic packaging industry. High temperature operational solder alloys seem to produce drawback to other components on the printed circuit board (PCB). Low melting temperature Sn58Bi substrate as a potential replacement was investigated in this paper based on the melting properties, wettability, and shear strength. The Sn58Bi was soldered at a temperature below 200 ℃ on the Cu substrate, and the shear strength and contact angle were calculated. A peak temperature (melting temperature, TM) of 144.83 ℃ was identified. Single lap joint method was performed at a strain rate of 0.1 mm/min and an average shear strength of 23.4 MPa was found from three samples. The contact angle (wettability) was calculated to study the solder joint behaviour at reflow temperature of 170 ℃. The contact angle of the Sn58Bi was found to be 32.4 ° and considered to be desired value since the angle is less than 50 °. The low temperature soldering provides a preliminary result to allow further application on the real PCB.     

合金元素对含稀土低锡钎料抗氧化性和润湿性的影响

研究了合金元素对含稀土低锡钎料抗氧化性和氧化前后润湿性能的变化。试验结果表明，波峰钎焊时，高锡和低锡钎料都有不同程度的氧化，含锡量愈低，抗氧化性愈差。稀土对低锡钎料抗氧化性影响不大。合金元素Ｓｂ，Ｂｉ能提高钎料的抗氧化性，Ｃｕ在高温时提高钎料的抗氧化性，Ｚｎ降低抗氧化性。钎料氧化后，润湿性变化不大。     

微量铅对Sn-9Zn钎料组织及性能的影响

微量铅在目前的无铅工艺生产制程中广泛存在,并可对无铅钎料组织性能产生重要影响。运用Ｘ射线衍射仪、扫描电镜及电化学测试系统等仪器设备,研究微量铅对Ｓｎ－９Ｚｎ钎料组织性能影响。结果表明：当Ｐｂ质量分数为０．３％时,Ｓｎ－９Ｚｎ钎料中富Ｚｎ相明显细化,Ｐｂ固溶于钎料中;当Ｐｂ质量分数为０．８％时,钎料组织得到细化,Ｐｂ还以单质形式存在晶界处;钎料润湿性随Ｐｂ含量增加而得到改善,钎料显微硬度随Ｐｂ含量增加而增加,钎料腐蚀电位随Ｐｂ含量增加略有增大,但腐蚀电流密度却随Ｐｂ含量增加而明显减小。     

多元无铅软钎料的计算机优化设计

利用二次回归正交设计法得到27组试验钎料配方，分别测定了它们的液相线温度和润湿性；选取液相线温度和润湿性的试验数据作为参数，依据回归设计理论，通过计算机辅助设计，建立了钎料的液相线温度、润湿性与Bi、Sb、Ag、Cu、Re之间关系的二次回归方程；根据最优化原理，通过建立数学模型计算机优化运算，得到了Sn-Bi-Sb-Ag-Cu-Re系优化钎料.试验结果表明，Sn-Bi-Sb-Ag-Cu-Re系优化钎料的熔化温度和润湿性均比较好.     

新型铝中温钎焊剂钎焊性能研究

开发出一种以 Ｚｎ Ｃｌ２ － Ｌｉ Ｃｌ 为基,外加其它添加剂的新型铝中温钎焊剂．本文对它的钎焊性能进行了研究,包括对钎料润湿性能的影响、钎料与铝基体的结合界面情况和焊口的耐蚀性．     

稀土对锡铅钎料润湿性和接头强度的影响

研究了稀土对含锡１５％和３０％锡铅钎料系统润湿性、填缝性和接头强度的影响。结果表明，加入适量稀土ＲＥ（混合稀土），能明显提高锡铅钎料的润湿性和接头强度，但对锡铅钎料的填缝性影响不大。