无铅钎料

摘要： 针对Sn-In系低温无铅钎料存在生产成本高、力学性能偏低的问题,基于Sn-In合金相图选择低熔点的Sn-In系钎料合金,进行组分优化来改善热物性能、力学性能、降低成本的研究。在保持Sn75不变的情况下,通过添加Ag和Bi元素,形成不同组分比例的Sn-In-Ag/Bi的低温无铅钎料。采用材料相图与热力学模拟软件JMatPro中的锡合金模块对低温钎料组分进行模拟计算,获得不同组分的无铅钎料的相组成、热物性能和力学性能。同时,研究温度和合金含量对熔点、熔化区间、热物性能和力学性能的影响规律。模拟结果表明,Sn-In-Ag和Sn-In-Ag-Bi系两类低温无铅钎料的优化组分分别为Sn75Ag3In22和Sn75In17Ag3Bi5。

摘要： 本文通过氧化、还原的方法制备了无铅钎料所需要使用的增强相银修饰石墨烯纳米片(Ag modified reduced grapHene oxide nanosheet,Ag/rGONS)。由于碳材料的密度和金属差异较大,并且与金属的润湿性较差,使得碳材料不易向金属基体中掺杂,在本文中,采取氧化还原的方式,在石墨烯纳米片(GrapHene Nanosheet,GNS)上生长纳米Ag颗粒,并保留了GNS的薄层结构。通过XRD、SEM等方式对增强相Ag/rGONS完成成分和形貌表征,评价合成效果。观察Ag/rGONS的形貌发现,石墨烯片的单层特征明显,表面均匀地镀有平均直径50nm左右的晶体Ag颗粒。

摘要： 本文以Sn-0.7Cu无铅钎料作为钎料合金基体,向其中加入Ag修饰的石墨烯纳米片(Ag/rGONS)制备了复合钎料Sn-0.7Cu-xAg/rGONS,对复合无铅钎料的性能和增强相在其中的作用机理进行了探究.本文的主要以球磨搅拌、熔炼的方式将增强相Ag/rGONS引入钎料基体制成无铅复合钎料.Ag/rGONS通过多次熔炼的方式被成功引入钎料基体,结合性较好;无铅复合钎料的DSC测试结果显示,Ag/rGONS的引入使得钎料合金熔点略微降低;对无铅复合钎料进行润湿性测试,发现当添加0.02%Ag/rGONS时,钎料的润湿性得到提高,但继续增加增强相含量,润湿性下降;对无铅复合钎料的微观组织进行分析,发现Ag/rGONS对组织具有较好的稳定作用,含量以0.04%为最佳,复合钎料的共晶组织特征明显,且更加细化,而Sn-0.7Cu钎料的共晶组织已经被完全破坏,Cu6Sn5晶粒长大严重.对电子探针结果分析,石墨烯主要分布在β-Sn中,而在Cu6Sn5晶粒中含量很低;钎焊后观察无铅复合钎料/Cu基板界面IMC层厚度和形貌,发现Ag/rGONS对IMC层形貌有优化作用,对IMC层厚度有明显的减小作用,Ag/rGONS含量为6%时IMC层厚度减小了26%.

摘要： 随着电子器件趋于微型化、多功能化,微电子封装中的焊点与间距互连要求更小,对焊点的可靠性提出了更高的要求,而在电子封装中钎料对焊点可靠性起着至关重要的作用.近年来,人们越来越注重绿色发展理念,对铅的毒性关注度日益增强,并且各国纷纷立法禁止使用含铅钎料,推动了无铅钎料的快速发展.但是,现有无铅钎料均存在成本高、润湿性差、可靠性低等问题.因此,探索并研发性能优异的无铅钎料任重而道远.目前,许多研究者选择在无铅钎料中添加纳米颗粒以增强复合钎料的综合性能,如金属颗粒、金属化合物颗粒、碳基纳米材料等.研究表明,纳米颗粒的加入可以细化钎料基体组织,抑制金属间化合物(IMC)的生长,提高钎料的力学性能.因此,研发颗粒增强型无铅钎料以改善钎料合金的整体性能成为研究的热点.本文综合分析了不同类型、不同尺寸、不同含量的纳米颗粒对无铅钎料组织性能的影响与作用机理,综述了添加纳米颗粒对钎料的显微组织、润湿性能、力学性能、蠕变性能、电迁移特性和可靠性的影响.此外,概述了亚微米颗粒对三维封装互连焊点的改性作用.最后,总结了纳米颗粒增强无铅钎料的不足之处,并对其未来发展进行展望,以期为日后研发高性能的颗粒增强型无铅钎料提供基础理论指导.

摘要： 针对Sn58Bi钎料高温易粗化与脆性的问题,采用感应熔炼方法制备钎料,研究了Ag,Sb元素添加对Sn58Bi钎料时效处理前后的组织与维氏硬度的影响.结果 表明,Sn58Bi钎料在时效过程中,树枝晶Bi元素扩散进入等轴晶的Bi相中,进而造成了钎料组织的粗化;Ag的添加可细化组织、提高钎料时效处理前后的钎料硬度,Sb的添加可细化时效前组织并降低时效处理前后的钎料硬度,而Ag和Sb的共同添加使组织的粗化,并降低时效前硬度、提高时效后硬度.

摘要： 通过向Sn-Zn-Bi-In钎料中添加不同含量的纳米Cr颗粒制成新型复合钎料Sn-5Zn-10Bi-10In-xCr(x=0％,0.1％,0.3％,0.5％,质量分数),探讨纳米C r颗粒对时效前后钎焊焊点的组织形貌、元素分布、物相组成和力学性能的影响.结果表明:纳米Cr颗粒的添加能够抑制焊点金属间化合物(IMCs)的生长,随着纳米Cr颗粒含量的增加,IMCs扩散层厚度逐渐降低;界面处IMCs扩散层靠近母材Cu一侧为Cu5 Zn8相,靠近钎料区一侧为Cu6 Sn5相;随时效时间的增加,钎料侧部分Cu5 Zn8化合物长大分解,Cu3 Sn相形成;纳米Cr颗粒抑制了时效过程中IMCs扩散层的进一步长大;随着纳米Cr颗粒含量的增加,焊接焊点的剪切强度和显微硬度均先增加后下降,Sn-5Zn-10Bi-10In-0.3Cr/Cu焊点的剪切强度和硬度最高;时效后焊件的剪切强度比时效前均有所下降,但纳米Cr颗粒的添加使焊点保持了良好的剪切强度,时效后焊点钎料区显微硬度比时效前有所上升,但也始终保持在30HV0.1以下.

摘要： 文中根据近两年来国内无铅钎料研发过程中存在的问题,简要评述了无铅钎料的研究进展及发展趋势,并着眼于焊点可靠性对无铅钎料进行了评述.首先介绍影响无铅焊点可靠性的因素;其次汇集了2012 ～2018年国内学者对无铅钎料焊点可靠性的研究方法及研究成果,并结合加载载荷及热循环共同作用、有限元模拟分析、电迁移及锡须生长影响无铅焊点性能的4个方面对无铅焊点可靠性进行了分析;最后结合以上研究成果针对无铅钎料的未来发展进行展望,为新型无铅钎料的进一步研究提供理论支撑.

摘要： 文中主要研究了Sn57Bi0.5Cu0.5SbNiTi,Sn57Bi1Ag和Sn58Bi在金相组织、熔化特性、铺展率、界面反应、抗剪强度和蠕变特性上的差异,分析造成3种不同合金成分的无铅钎料性能差异的成因,寻求一种更好的多元合金来提升Sn58Bi共晶钎料的性能,实现对高成本Sn57Bi1Ag无铅钎料的有效替代.

摘要： 制备"三明治"结构(铜引线-SAC305-铜引线)微焊点进行剪切试验,并利用ABAQUS软件模拟微焊点在剪切应力下的变形与失效现象.直径同为400μm、高度分别为125、225、325μm的微焊点,其剪切断裂强度分别为29.87、26.91、23.97 MPa.模拟结果与试验结果基本一致,焊点直径相同时,其高度越小则抗剪强度越强;钎料与铜引线界面处发生应力集中,最先出现裂纹,裂纹扩展而最终导致解理断裂.

摘要： 结合实验研究结果和国内外的研究进展,总结了Ni元素对无铅钎料的性能,界面形貌和层结构的影响,分析了Ni元素在钎料中的作用机理,提出了在钎料中添加Ni元素的优选含量.

摘要： 利用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析仪等检测手段，研究了微量RE对低银Sn-2.5Ag-0.7Cu无铅钎料的力学性能和润湿性能影响。结果表明，添加微量RE可以提高该钎料的力学性能，改善润湿性能。当RE添加量为0.1%时，钎料的伸长率和抗拉强度最大，此时,该钎料在Cu焊盘上的铺展面也最大。但过量的RE会导致性能的下降。这些性能的改变与微量RE对其显微组织的影响有关。

摘要： 利用光学显微镜、扫描电镜(SEM)和能谱分析仪等检测手段，研究了微量稀土元素(RE)对低银Sn2.5Ag0.7Cu无铅钎料的力学性能利润湿性能影响。结果表明，添加微量RE可以提高该钎料的力学性能，改善润湿性能。当RE添加量为0.1wt％时，钎料的延伸率和拉伸强度最大，此时，该钎料在Cu焊盘上的铺展面也最大。但过量的RE会导致性能的下降。这些性能的改变与微量RE对其显微组织的影响有关。

摘要： 常用无铅钎料熔点的升高以及Sn含量的增加使得300系列不锈钢在使用几个月之后就会出现溶蚀现象.Fe-Sn金属间化合物的生长行为特点以及叶轮、喷嘴接触钎料的特点决定了材料表面的溶蚀形貌特征.

摘要： 无铅钎料的高熔点、差润湿性给SMT传统的焊接工艺带来了很大冲击,并且对焊点质量也产生了很大的影响.为了防止氧化,改善钎料与焊盘、元件引脚之间的润湿性,提高产品合格率,目前在电子组装中普遍采用氮气保护.本文针对几种常用无铅钎料进行了氮气气氛中润湿性和焊点组织的分析,并初步研究了氮气保护对焊点质量和氧化渣的影响.结果表明:氮气保护可以改善无铅钎料润湿性,细化焊点组织,减少氧化渣量,而且对焊点外观和成品率也有一定的影响.

摘要： 无铅钎料的高熔点、低润湿性给再流焊设备带来了新的挑战.本文从无铅焊接工艺角度出发,论述了加热系统、制程控制、助焊剂管理系统、冷却系统和氮气保护等五个方面对焊接设备提出的要求.

摘要： 采用润湿平衡法,分别配合水溶性助焊剂、自制免清洗助焊剂及市售免清洗助焊剂研究了稀土元素Nd对低银Sn-0.3Ag-0.7Cu无铅钎料的润湿性能的影响.试验结果表明,微量Nd的加入可以显著改善Sn-0.3Ag-0.7Cu无铅钎料的润湿性能,钎料中Nd的质量分数达到0.1％时,润湿性能最佳.虽然银的降低使Sn-0.3Ag-0.7Cu-0.1Nd的熔点有所提高,但是在钕的作用下润湿性能仍然能够达到满意效果.

摘要： 通过在Sn-58Bi 钎料中添加Ag 颗粒增强质点制备新型了Sn-58Bi-Ag低温无铅钎料,对Sn-58Bi/Cu 钎焊接头钎料的界面显微组织进行了研究.结果表明,Ag 颗粒的加入抑制Bi 元素在钎料/Cu 界面处的偏析,在焊缝组织中有细小的Ag3Sn相析出,且细化了焊缝的组织.在恒温时效处理时Ag 颗粒可以有效降低Sn-58Bi/Cu 钎焊接头界面金属间化合物(IMC)的生长速度,从而减小界面IMC 层的厚度.

摘要： 目前电子制造业界把低成本的低Ag无铅钎料合金定义为第二代无铅钎料合金。在目前已公开的第二代无铅低Ag钎料合金类型中，又以掺入微量Co改性的应用性能和可靠性表现最优秀而受到了关注。本文重点对该类型钎料合金掺Co改性的机理展开了研究试验。在研究试验结论的基础上，分析了其推广应用的良好前景。

摘要： 观察并研究了Ga元素对Sn-9Zn-3Bi钎料在显微组织、导电性、铺展面积、力学性能等方面产生的影响.用一系列试样方法研究分析了Sn-9Zn-3Bi-xGa各个性能的变化.试验结果表明,该钎料显微组织主要由β-Sn、α-Zn、富Bi相以及Sn-Zn共晶组织构成;当Ga含量为0.5wt.％％时,在纯铜上的润湿面积相对于Sn-9Zn-3Bi(76.5/mm2)增长了37.64％;随Ga含量从0wt,％～2wt.％时,钎料熔点从195°C依次降至177°C;此外,Ga元素改善了钎料的抗氧化性能.

摘要： 一种无铅软钎料，其特征在于，其包含：Ag:1.2～4.5质量％、Cu:0.25～0.75质量％、Bi:1～5.8质量％、Ni：0.01～0.15质量％、余量Sn。通过设为该添加量，从而在耐热疲劳特性的基础上还可以进一步改善湿润性、剪切强度特性等一般的软钎料特性。

摘要： 本发明涉及无铅软钎料焊剂用清洗剂组合物、无铅软钎料焊剂的清洗方法。本发明的主要目的在于提供能够在短时间内清洗将松香焊剂或水溶性焊剂进行软钎焊时产生的焊剂残渣、并且即使在被清洗物为具有复杂且微细的结构的安装基板等时也具有优良的间隙清洗性的无铅软钎料焊剂用清洗剂组合物。一种无铅软钎料焊剂用清洗剂组合物，其包含含有选自由二乙二醇乙基甲基醚、二乙二醇二乙醚和二丙二醇二甲醚组成的组中的至少一种的有机溶剂(A)、下述式(1)所表示的烷醇胺(B)以及羟基羧酸(C)。(n表示1～3的整数，R表示碳原子数1～4的烷基或羟基烷基)。

摘要： 本发明属于金属材料工程技术领域，涉及到电子封装钎焊材料技术领域。金属添加剂其特征在于合金由以下成分组成：2-5重量%的Nd稀土元素，1-2重量%的Ni，0-3重量%的In，其余为Sn。本发明效果和益处是，利用该金属添加剂获得的钎料合金具有优良的润湿性、力学性能、可焊性和可靠性。通过添加剂制备的钎料无毒、无污染，价格便宜，焊后焊点光亮、美观，可满足电子封装领域对高性能钎料的要求。

摘要： 一种无铅软钎料，其特征在于，其包含：Ag:1.2～4.5质量％、Cu:0.25～0.75质量％、Bi:1～5.8质量％、Ni：0.01～0.15质量％、余量Sn。通过设为该添加量，从而在耐热疲劳特性的基础上还可以进一步改善湿润性、剪切强度特性等一般的软钎料特性。

摘要： 本发明涉及无铅软钎料焊剂用清洗剂组合物、无铅软钎料焊剂的清洗方法。本发明的主要目的在于提供能够在短时间内清洗将松香焊剂或水溶性焊剂进行软钎焊时产生的焊剂残渣、并且即使在被清洗物为具有复杂且微细的结构的安装基板等时也具有优良的间隙清洗性的无铅软钎料焊剂用清洗剂组合物。一种无铅软钎料焊剂用清洗剂组合物，其包含含有选自由二乙二醇乙基甲基醚、二乙二醇二乙醚和二丙二醇二甲醚组成的组中的至少一种的有机溶剂(A)、下述式(1)所表示的烷醇胺(B)以及羟基羧酸(C)。(n表示1～3的整数，R表示碳原子数1～4的烷基或羟基烷基)。

摘要： 焊点低，焊接工艺性能力学性能好的一种Sn-In-Ag无铅软钎料以所述钎料总重量为基准由以下组分构成：In 8~35%，Ag 0.1~5%，Bi 0.01~3%，Sb 0.01~3%，Cu 0~1%，Ni 0.01~0.2%，P 0.0005-0.1%，X 0.0005-0.1%，Sn 余量，X 为Ga、Ge、混合稀土中的一种或任意几种的组合。本发明适合做钎料。

摘要： 本发明属于金属材料工程技术领域，涉及到电子封装钎焊材料技术领域。金属添加剂其特征在于合金由以下成分组成：2－5重量％的Nd稀土元素，1－2重量％的Ni，0－3重量％的In，其余为Sn。本发明效果和益处是，利用该金属添加剂获得的钎料合金具有优良的润湿性、力学性能、可焊性和可靠性。通过添加剂制备的钎料无毒、无污染，价格便宜，焊后焊点光亮、美观，可满足电子封装领域对高性能钎料的要求。

摘要： 提供一种无铅软钎料合金，其特征在于，包含：2.0质量％以上且4.0质量％以下的Ag、0.3质量％以上且0.7质量％以下的Cu、1.2质量％以上且2.0质量％以下的Bi、0.5质量％以上且2.1质量％以下的In、3.0质量％以上且4.0质量％以下的Sb、0.001质量％以上且0.05质量％以下的Ni、和0.001质量％以上且0.01质量％以下的Co，余量由Sn组成，使得例如即使为处于‑40°C～175°C这样非常急剧的冷暖差的环境下，也能发挥耐热疲劳特性，且可以抑制在这样非常急剧的冷暖差和施加振动的严苛的环境下在钎焊接合部中产生的龟裂的进展。

摘要： 本发明涉及钎料领域，具体而言，涉及一种无铅钎料、其制备方法、其应用、钎料型材和电子元器件。所述无铅钎料包括如下质量百分比含量的原料：56.5‑58.5％铋、0.1‑1.0％稀土金属和0.05‑0.5％纳米颗粒，余量为锡及不可避免的杂质。通过采用限定稀土元素、纳米颗粒、锡和铋的用量，能综合提升无铅钎料的性能，同时改善钎料脆性、润湿铺展性以及抗疲劳性，整体上提升钎料的性能，继而提升钎料的使用寿命，并扩大其应用范围。

摘要： 不含铅的钎料(无铅钎料)，该钎料包含锌和锡，还包含5重量％或更少的镍和0.5重量％或更少的铝，该钎料具有260°C或更高的液相温度。另外具有260°C或更高的液相温度的无铅钎料，且该钎料包含30至70重量％的锌，5重量％或更少的镍，和余量的锡。此外，使用这些无铅钎料制造接头。结果，可以提供具有优异电性能但却不包含有害物质的无铅钎料和无铅接头。