祝清省
,
张黎
,
王中光
,
吴世丁
,
尚建库
金属学报
摘 要 利用不同凝固速率和等通道挤压法制备不同组织结构的Sn3.8Ag0.7Cu合金, 使其包含不同形貌大小和分布的Ag3Sn金属间化合物; 拉伸曲线的比较分析和变形后组织的电镜观察表明, 大的针状化合物对合金起着纤维增强的作用, 但自身脆性断裂造成空洞, 降低材料塑性; 微细颗粒状化合物起着弥散强化作用; 分布在小的等轴晶粒晶界上的化合物颗粒能够阻碍晶界的滑动, 起到增强的作用.
关键词:
无铅焊料
,
Sn3.8Ag0.7Cu alloy
,
Intermetallic compounds
姚春发
,
李财富
,
刘志权
,
尚建库
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2011.00649
以无机盐为前驱体, 利用溶胶?凝胶法固溶合成了(1-x)Pb(Fe2/3W1/3)O3-xPb(Mg1/2W1/2)O3多铁性固溶体. XRD分析表明, 在0≤x≤1.0的掺杂范围内, 700℃煅烧所得产物都具有钙钛矿结构; x=0时得到的纯Pb(Fe2/3W1/3)O3为长程无序结构, x=1.0时可获得完全有序的纯Pb(Mg1/2W1/2)O3相, 其单胞为Pb(Fe2/3W1/3)O3单胞的2倍; 当0<x<1.0时, (1-x)Pb(Fe2/3W1/3)O3-xPb(Mg1/2W1/2)O3固溶体也为有序结构, 出现1/2 (111)及1/2 (311) XRD衍射峰, 且强度随掺杂系数x的升高逐渐增大. TEM分析证实, 煅烧产物为具有钙钛矿结构的单相固溶体, 而非两相复合物; 固溶相形貌以立方颗粒为主, 随掺杂量增加其晶胞常数线性增大, 而晶粒尺寸先减小后变大. 性能测试发现, 固溶相的磁学性能随x的增加而逐渐下降, 起因于抗磁性的Pb(Mg1/2W1/2)O3破坏了Pb(Fe2/3W1/3)O3原有的价键结构所致.
关键词:
多铁性材料
,
perovskite
,
Sol-Gel
,
ordering
,
magnetic property
刘春忠
,
张伟
,
隋曼龄
,
尚建库
金属学报
利用SEM, TEM, XRD分析了共晶SnBi/Cu焊点经120℃时效7 d后界面
组织结构的变化. 焊点界面处金属间化合物厚度由原来初始态的约2 um
增至时效态的10 um, 并且化合物也由原来单一的Cu6Sn5转变为
Cu6Sn5和Cu3Sn相. 进
一步研究表明, 在Cu3Sn与Cu之间界面处偏析了大量尺寸约100 nm的Bi颗粒.
双缺口试样的断裂韧性实验表明, 热时效促使焊点断裂韧性快速下降, 同时该
焊点的断口也由原来初始态的韧性断裂转变为时效后Cu3Sn与Cu界面处的脆性
断裂, 脆性断裂后一侧断口为鲜亮的Cu表面. 在TEM下, 通过与220℃/5 d时
效态纯Sn/Cu焊点相同界面的比较, 可以断定引起该焊点失效的原因是Bi颗粒
在此界面处的偏析. 含Bi无Pb焊料由于Bi在界面析出而引发的脆断将会是微电
子器件长期使用中的一个潜在危害.
关键词:
共晶SnBi/Cu焊点
,
null
,
null
张黎
,
冼爱平
,
王中光
,
韩恩厚
,
尚建库
金属学报
Sn--9Zn合金室温的拉伸曲线上存在一个较宽的无加工硬化区域, 合金的最大拉伸应力对应变速率敏感, 随着应变速率的增加, 最大拉伸应力增大,对应变速率与抗拉强度关系的拟合获得了这种合金的应变速率敏感指数为0.097. SEM观察表明, 裂纹在棒状Zn与基体的界面处萌生. 合金的拉伸断口特征随应变速率的增加从典型的韧窝状延性断裂向半解理脆性断裂过渡.
关键词:
无铅焊料
,
null
,
null
王薇
,
王中光
,
冼爱平
,
尚建库
金属学报
用热循环、扫描电镜观察焊点横截面和有限元模拟的方法研究了陶瓷球栅阵列（CBGA）封装结构中无铅焊点的组织和热疲劳行为。BGA结构的制备是通过Sn-3.0Ag-0.5Cu焊膏采用回流焊工艺把Sn-3.8Ag-0.7Cu焊球和镀银多层陶瓷芯片、镀铜印刷线路板(PCB)焊接在一起。回流焊后，在焊料与铜焊盘和银焊盘的界面处分别形成了Cu6Sn5和Ag3Sn金属间化合物(IMC)。在随后的热循环过程中，在铜焊盘处，Cu6Sn5层增厚，并且有新的化合物Cu3Sn出现；在陶瓷芯片一边，Ag3Sn层也增厚。焊球中靠近界面的Ag3Sn颗粒形态发生了从针状向球状过渡的变化。随着热循环周数的增加，焊点中出现疲劳裂纹。疲劳裂纹最先出现在芯片与焊球界面处焊球的边角位置上，从有限元模拟的结果得出此处具有最大的剪切应力。疲劳裂纹随后的生长导致了焊点的最终断裂。在印刷线路板处裂纹容易沿着Cu6Sn5和焊料的界面扩展，在陶瓷芯片处裂纹沿着靠近Ag3Sn界面层的焊球内部扩展。
关键词:
无铅焊料
,
interconnect
,
ceramic ball grid array (CBGA)
庞学永
,
刘志权
,
王绍青
,
尚建库
中国有色金属学报
应用第一原理方法研究通过元素掺杂来抑制SnBi无铅焊料中Bi的电迁移问题.在SnBi体系中掺杂zn和Sb元素,通过用近弹性带方法计算掺杂体系中Bi元素的扩散能垒.结果表明:加入Sb之后,Bi的扩散能垒由原来的0.32 eV升高到0.46 eV,扩散激活能由原来的1.14 eV升高到1.18 eV;加入Zn后,Bi的扩散能垒由原来的0.32 eV升高到0.48 eV,扩散激活能由原来的1.14 eV升高到1.22 eV.由此可得,Zn和Sb的加入都能够提高Bi的扩散激活能,起到抑制扩散的作用.通过分析态密度可知:加入Zn和Sb后,体系中Sb与Bi的p态曲线几乎完全重合,比Sn与Bi的p态曲线重合度高很多,说明sb和Bi的共价键作用很强,且比Sn-Bi的共价键作用强,从而增加Bi的扩散能垒.同样,Zn和Bi的p态曲线重合度也比Sn和Bi的曲线重合度高很多,表明Zn-Bi的共价键同样比sn-Bi的共价键强,所以Zn的加入同样增加Bi的扩散能垒.总结说来,Sb和zn的掺杂能够抑制SnBi焊料中Bi的电迁移.
关键词:
第一原理计算
,
电迁移
,
SnBi无铅焊料
,
元素掺杂
王福学
,
张磊
,
史春元
,
尚建库
金属学报
在Cu基底上制备了宽度为200 m的非润湿线, SnAgCu无铅焊膏回流过程中形成的钎料液体在非润湿线上发生去润湿. 对印刷不同厚度锡膏样品回流过程中液体形态的原位观察发现, 焊膏厚度由950 m减小时, 回流液体球冠沿非润湿线分离的长度增加, 当焊膏厚度达到350 m时, 液体被彻底分割为两部分. 通过一个简单模型并运用界面能最小化分析, 给出了非润湿线宽度与液体临界高度之间的关系, 理论分析与实验结果基本一致, 间接反映了微电子钎焊连接中发生桥接的本质.
关键词:
无铅钎料
,
solder bridge
,
wetting
,
dewetting
曾秋莲
,
王中光
,
冼爱平
,
尚建库
材料研究学报
doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2004.01.003
测量了Sn-3.8Ag-0.7Cu无铅焊料试样的循环滞后回线、循环应力响应曲线、循环应力-应变和应变寿命关系,研究了焊料在总应变幅控制下的低周疲劳行为结果表明:该焊料合金在总应变幅较高(1%)时发生连续的循环软化,而在总应变幅较低(≤0.4%)时则表现为循环稳定.线性回归分析表明,该焊料的低周疲劳寿命满足Coffin-Manson经验关系式,由此给出了焊料在室温下的低周疲劳参数.采用扫描电镜观测和分析了焊料在疲劳前后的组织特征.
关键词:
金属材料
,
Sn合金
,
低周疲劳
,
无铅焊料
,
力学性能
,
循环软化
张黎
,
冼爱平
,
王中光
,
韩恩厚
,
尚建库
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2004.11.006
Sn-9Zn合金室温的拉伸曲线上存在一个较宽的无加工硬化区域,合金的最大拉伸应力对应变速率敏感,随着应变速率的增加,最大拉伸应力增大,对应变速率与抗拉强度关系的拟合获得了这种合金的应变速率敏感指数为0.097.SEM观察表明,裂纹在棒状Zn与基体的界面处萌生.合金的拉伸断口特征随应变速率的增加从典型的韧窝状延性断裂向半解理脆性断裂过渡.
关键词:
无铅焊料
,
Sn-9Zn合金
,
力学性能
,
应变速率
李飞
,
刘春忠
,
冼爱平
,
尚建库
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2004.08.007
研究了Sn-58Bi共晶焊料与Cu的界面反应以及在Cu基体上化学镀Ni-P层的界面反应.焊接温度为180℃,焊接后时效温度范围为60-120℃,时间为5-30 d.利用SEM,EDAX,XRD对反应产物进行了鉴定.结果表明,焊料与Cu的界面反应产物为Cu6Sn5,与化学镀Ni-P层的界面反应产物为Ni3Sn4,在Ni3Sn4与Ni-P层之间存在一层富P层.在同样条件下,Cu6Sn5的生长速度要快于Ni3Sn4的速度.化学镀Ni-P层中P含量较高时进一步抑制Ni/Sn界面反应生成Ni3Sn4的速度.界面金属间化合物层生长动力学符合x=(kt)1/2关系,表明界面反应由扩散机制控制.由实验结果计算,Cu6Sn5的表观激活能为90.87 kJ/mol;Ni3Sn4的表观激活能则与化学镀Ni-P层中P含量有关,当镀层P含量为9%与16%(原子分数)时,其表观激活能分别是101.43 kJ/mol与117.31 kJ/mol.
关键词:
Sn-Bi合金
,
无Pb焊料
,
界面反应
,
金属间化合物
,
化学镀Ni-P
