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Sn95Sb5焊料与ENIG/ENEPIG镀层焊点界面可靠性研究
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作者 徐达 魏少伟 +2 位作者 申飞 梁志敏 马紫成 《电子与封装》 2024年第3期29-33,共5页
研究了Sn95Sb5焊料在化学镍金(ENIG)镀层、化学镍钯浸金(ENEPIG)镀层表面形成的焊点界面微观组织形貌与剪切强度。使用Sn95Sb5焊料在FR4印制板上焊接0805片式电容,焊点在高温时效测试和温度循环过程中均表现出较高的剪切强度,焊点界面... 研究了Sn95Sb5焊料在化学镍金(ENIG)镀层、化学镍钯浸金(ENEPIG)镀层表面形成的焊点界面微观组织形貌与剪切强度。使用Sn95Sb5焊料在FR4印制板上焊接0805片式电容,焊点在高温时效测试和温度循环过程中均表现出较高的剪切强度,焊点界面连续且完整,剪切强度下降的最大幅度不超过19.2%。Sn95Sb5焊料在ENIG镀层表面形成的焊点(Sn95Sb5/ENIG焊点)强度更高。Sn95Sb5焊料在ENEPIG镀层表面形成的焊点(Sn95Sb5/ENEPIG焊点)界面反应更为复杂,在焊点界面附近可观察到条块状的(Pd,Ni,Au) Sn4。Sn95Sb5/ENEPIG焊点界面的金属间化合物层平均厚度约为Sn95Sb5/ENIG焊点界面的2倍。 展开更多
关键词 Sn95Sb5焊料 化学镍金镀层 化学镍钯浸金镀层 回流焊 封装技术
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Sb对Sn-0.3Ag-0.7Cu-0.6Ga无铅焊料合金性能的影响
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作者 徐深深 徐冬霞 +3 位作者 任鹏凯 郑越 范晓杰 张红霞 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期57-64,共8页
用CXZG-1真空感应熔炼炉制备6组Sn-0.3Ag-0.7Cu-0.6Ga-x Sb(x=0,0.2%,0.4%,0.6%,0.8%,1%,质量分数)焊料合金,通过差示扫描量热法、润湿铺展试验、抗拉强度测试、扫描电镜观察、EDS能谱分析及X射线衍射物相分析等研究了Sb添加对新型低银... 用CXZG-1真空感应熔炼炉制备6组Sn-0.3Ag-0.7Cu-0.6Ga-x Sb(x=0,0.2%,0.4%,0.6%,0.8%,1%,质量分数)焊料合金,通过差示扫描量热法、润湿铺展试验、抗拉强度测试、扫描电镜观察、EDS能谱分析及X射线衍射物相分析等研究了Sb添加对新型低银系Sn-0.3Ag-0.7Cu-0.6Ga-x Sb焊料合金综合性能的影响。结果表明:Sb添加对焊料的熔化温度及熔程影响较小;Sb可改善焊料合金的润湿性能,当Sb的质量分数为0.8%时,焊料的铺展系数为71.01%;Sb可细化焊料合金中的金属间化合物提升焊料的塑性,当Sb的质量分数为0.8%时,金属间化合物由长条状转化为不规则块状,此时焊料合金的抗拉强度为49.13 MPa,仅比质量分数为1%时小0.08 MPa。得出,Sb在Sn-0.3Ag-0.7Cu-0.6Ga-x Sb焊料合金中最佳的质量分数为0.8%。 展开更多
关键词 熔化特性 润湿性能 显微组织 力学性能 低银焊料
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添加不同含量Ga对新型SnInAg无铅焊料合金耐酸碱性的影响研究
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作者 任鹏凯 徐冬霞 +2 位作者 曹福磊 褚亚东 张红霞 《材料保护》 CAS CSCD 2024年第5期25-32,共8页
为改进Sn-11In-1.5Ag无铅焊料合金焊料的耐蚀性,采用失重法和电化学实验研究了Sn-11In-1.5Ag-xGa(x=0,0.1,0.3,0.5,0.7,质量分数,%)焊料合金在腐蚀环境中的腐蚀行为。利用扫描电镜(SEM)观察Sn-11In-1.5Ag-xGa焊料合金的表面形貌,利用X... 为改进Sn-11In-1.5Ag无铅焊料合金焊料的耐蚀性,采用失重法和电化学实验研究了Sn-11In-1.5Ag-xGa(x=0,0.1,0.3,0.5,0.7,质量分数,%)焊料合金在腐蚀环境中的腐蚀行为。利用扫描电镜(SEM)观察Sn-11In-1.5Ag-xGa焊料合金的表面形貌,利用X射线衍射仪(XRD)对焊料表面的腐蚀产物进行表征。结果表明:无论是在酸性还是碱性溶液中,添加的Ga均能提高Sn-11In-1.5Ag焊料合金的耐蚀性。随Ga含量的增加,焊料的耐蚀性也随之增强。对于相同成分的焊料合金,其耐蚀性在碱性溶液中优于酸性溶液。SEM观察表明,在Sn-11In-1.5Ag合金中加入Ga可以明显减轻焊料的腐蚀程度。XRD分析表明,焊料合金在酸性和碱性溶液中的腐蚀产物均为In_(2)O_(3)。 展开更多
关键词 无铅焊料 Sn-In-Ag合金 GA 耐蚀性
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基于双分支Cauer模型的IGBT模块焊料层老化监测方法
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作者 刘雪庭 杜明星 +1 位作者 马格 尹艺迪 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期336-341,共6页
以绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的焊料层为研究对象,在传统Cauer模型的基础上,提出考虑芯片-铜端子热流支路的双分支Cauer模型,利用光纤温度传感器测量裸露在IGBT模块外部的铜端子温度和IGBT模块底板温度,以获取IGBT芯片结温,通过分析芯片... 以绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的焊料层为研究对象,在传统Cauer模型的基础上,提出考虑芯片-铜端子热流支路的双分支Cauer模型,利用光纤温度传感器测量裸露在IGBT模块外部的铜端子温度和IGBT模块底板温度,以获取IGBT芯片结温,通过分析芯片结温、铜端子温度、底板温度的变化规律,准确定位焊料层老化位置,以区分芯片焊料层老化和底板焊料层老化,从而实现对不同焊料层的老化状态监测。 展开更多
关键词 绝缘栅双极型晶体管 状态监测 有限元分析 焊料层老化 Cauer热网络模型
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基于生死单元技术的IGBT芯片焊料层失效演化机理
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作者 龙远斌 葛兴来 +2 位作者 王惠民 许智亮 何婕玉 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第12期1097-1105,共9页
封装疲劳失效是导致绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块故障频发的重要因素,严重影响电力电子变流器可靠运行。焊料层退化演化过程复杂,亟需通过准确的模拟方法以明晰其失效机理。为此,提出了一种考虑累积损伤的IGBT芯片焊料层空洞退化演化... 封装疲劳失效是导致绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块故障频发的重要因素,严重影响电力电子变流器可靠运行。焊料层退化演化过程复杂,亟需通过准确的模拟方法以明晰其失效机理。为此,提出了一种考虑累积损伤的IGBT芯片焊料层空洞退化演化方法。该方法基于生死单元技术的思路,通过协同仿真技术模拟芯片焊料层疲劳退化的演化过程,进一步评估焊料层的失效程度并预测模块的寿命。搭建功率循环测试平台验证所提方法的有效性,试验测得模块失效循环次数为50400次,基于所提方法模拟的失效循环次数为50865次,与试验的误差为0.923%。结果表明,该方法能够较好地模拟IGBT芯片焊料层的空洞退化过程并能准确预测模块的寿命。 展开更多
关键词 绝缘栅双极型晶体管(IGBT) 焊料层退化 生死单元技术 协同仿真 功率循环测试
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焊料微结构演化相场模拟研究和试验验证
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作者 刘新 汪长炜 +3 位作者 韩康宁 朱亚新 邢睿思 侯传涛 《强度与环境》 CSCD 2024年第3期1-11,共11页
电子封装焊料复杂的微结构特征与其宏观强度、硬度、蠕变和疲劳等性能密不可分,这些特征决定了焊料在承受热-力复杂载荷时的服役性能。为了深入揭示焊料的高温蠕变疲劳机理,必须紧密结合其独特的多尺度微结构特征,对焊料内复杂微结构的... 电子封装焊料复杂的微结构特征与其宏观强度、硬度、蠕变和疲劳等性能密不可分,这些特征决定了焊料在承受热-力复杂载荷时的服役性能。为了深入揭示焊料的高温蠕变疲劳机理,必须紧密结合其独特的多尺度微结构特征,对焊料内复杂微结构的演化进行深入研究。本文构建了考虑热-力耦合作用下SnPb焊料的相场模型,并通过微结构表征试验及图像处理技术提取了焊料内部真实的微结构分布,将其作为相场模型的初始构型来模拟不同工况下SnPb焊料内部微结构的演化行为,并揭示了焊料内部微结构演化机制。最终,基于相场法的模拟结果和试验表征技术描述了焊料内部微结构与温度之间的定量关系,为建立具有物理机理的热-力复杂载荷下SnPb焊料宏观有限元本构模型提供了理论支持。 展开更多
关键词 相场法 SnPb焊料 微结构演化 热处理
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Ge对Sn⁃58Bi焊料合金微观组织和性能的影响
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作者 王同举 刘亚浩 +1 位作者 冷启顺 张文倩 《现代电子技术》 北大核心 2024年第2期21-25,共5页
Sn‐Bi焊料是一种低温无铅焊料,在低温焊接领域应用较为广泛,但其存在脆性大和延展性差的缺点。为此,制备不同Ge含量的Sn‐58Bi焊料合金,研究不同Ge添加量对Sn‐58Bi焊料合金的显微组织、熔化特性、润湿性和力学性能的影响。结果表明:添... Sn‐Bi焊料是一种低温无铅焊料,在低温焊接领域应用较为广泛,但其存在脆性大和延展性差的缺点。为此,制备不同Ge含量的Sn‐58Bi焊料合金,研究不同Ge添加量对Sn‐58Bi焊料合金的显微组织、熔化特性、润湿性和力学性能的影响。结果表明:添加Ge元素可以显著细化Sn‐58Bi焊料合金的共晶组织。当添加的Ge元素质量分数为0.005%~0.01%时,焊料合金的湿润性有明显提升;Ge的添加量从0增大到0.01%时,Sn‐58Bi合金的拉伸强度和断后伸长率均提升显著,但继续增加Ge的含量,合金拉伸强度和断后伸长率提升缓慢。Ge元素的添加对Sn‐58Bi焊料合金的熔点基本没有影响。 展开更多
关键词 Sn‐58Bi焊料合金 Ge元素 微观组织 润湿性 力学性能 DSC曲线
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电子封装用无铅焊料的最新进展 被引量:12
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作者 黄卓 张力平 +1 位作者 陈群星 田民波 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第11期815-818,共4页
随着WEEE/RoHS法令的颁布,电子封装行业对于无铅焊接提出了更高的要求。根据国际上对无铅焊料的最新研究进展提出了无铅焊料“三大候选”的概念。总结了目前无铅焊料尚存的三大主要弱点,并对国际上推荐使用的几种无铅焊料的优缺点进行... 随着WEEE/RoHS法令的颁布,电子封装行业对于无铅焊接提出了更高的要求。根据国际上对无铅焊料的最新研究进展提出了无铅焊料“三大候选”的概念。总结了目前无铅焊料尚存的三大主要弱点,并对国际上推荐使用的几种无铅焊料的优缺点进行了概述。 展开更多
关键词 无铅焊料 候选焊料 熔点 稳定性
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微米级Ag/Cu/Ni球形颗粒对Sn_(42)Bi_(58)焊料性能的影响
9
作者 万莉 《电子工业专用设备》 2024年第6期20-26,共7页
研究了微米级银粉、镍粉和铜粉对Sn_(42)Bi_(58)无铅焊锡膏的焊接性能影响。在实验过程中通过机械搅拌的方式添加金属粉末,明显改善Sn-Bi合金焊接头的焊接能力和力学性能。并对其组织与性能进行了研究,为低温无铅焊料的推广和产业化奠... 研究了微米级银粉、镍粉和铜粉对Sn_(42)Bi_(58)无铅焊锡膏的焊接性能影响。在实验过程中通过机械搅拌的方式添加金属粉末,明显改善Sn-Bi合金焊接头的焊接能力和力学性能。并对其组织与性能进行了研究,为低温无铅焊料的推广和产业化奠定了材料基础。 展开更多
关键词 微米金属颗粒 锡铋合金 偏析 焊料
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Sn-Bi系列低温无铅焊料及其发展趋势 被引量:32
10
作者 徐骏 胡强 +1 位作者 林刚 张富文 《电子工艺技术》 2009年第1期1-4,共4页
对国内外无铅焊料的发展情况进行了综述,总结了微电子行业的高、中、低温无铅焊料的应用技术领域,详细介绍了Sn-Bi系低温无铅焊料的发展及其物理化学性能,并从市场的角度分析了该系无铅焊料的发展趋势及市场前景。
关键词 无铅焊料 低温焊料 锡-铋合金 发展趋势
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无铅焊料的发展 被引量:10
11
作者 侯正军 陈玉华 《电子与封装》 2005年第5期8-11,35,共5页
本文就无铅焊料的发展进行论述。分析了几类正在实用化的无铅焊料特性。最后指出了无铅焊料的发展趋势。
关键词 焊料 无铅焊料 特性 趋势
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LTCC基板用金锡焊接中的焊料控制 被引量:3
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作者 申忠科 董一鸣 刘思栋 《电子与封装》 2017年第6期1-4,15,共5页
针对在LTCC基板与壳体大面积金锡焊接可能出现的焊料溢出和堆积问题,提出了几种针对性的开槽或基板下沉控制焊料流淌的方法并进行了讨论。最终实现了无溢出焊接,X射线照片结果显示基板和壳体焊合孔隙面积在10%以内。
关键词 金锡焊料 大面积焊接 焊料控制
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非晶态铜基无银钎焊料的应用试验研究 被引量:2
13
作者 刘宏 郭荣新 《山东轻工业学院学报(自然科学版)》 CAS 1999年第1期55-59,80,共6页
非晶态铜基无银钎焊料是利用新的冶金手段制备的一种新型钎焊料。材料内部的原子排列有着奇异的与一般金属结晶不同的特殊结构状态。本文通过焊接试验研究,从焊接工艺效果、机械强度、导电性能等方面证明了这种新型钎焊料的优异特性。
关键词 非晶态 铜基 无银钎焊料 成分 性能 焊料
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62Sn36Pb2Ag焊料和63Sn37Pb焊料在硅光电池电极焊接中的对比
14
作者 丁颖 吴广东 +1 位作者 王修利 严贵生 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期73-76,共4页
分别使用62Sn36Pb2Ag焊料和63Sn37Pb共晶焊料焊接模拟式太阳敏感器硅光电池电极,通过力学试验和加速热循环试验,对比分析了两种焊料形成的焊点性能和显微组织结构。研究表明,由于Ag元素的加入,与63Sn37Pb焊料相比,62Sn36Pb2Ag焊料焊点... 分别使用62Sn36Pb2Ag焊料和63Sn37Pb共晶焊料焊接模拟式太阳敏感器硅光电池电极,通过力学试验和加速热循环试验,对比分析了两种焊料形成的焊点性能和显微组织结构。研究表明,由于Ag元素的加入,与63Sn37Pb焊料相比,62Sn36Pb2Ag焊料焊点显微组织内部颗粒状的Ag3Sn有效起到了位错钉扎的作用,在强化焊点的同时,也提高了焊点抗热失配能力和抗蠕变性能。在经历力学试验和-105^+105℃循环试验后,62Sn36Pb2Ag焊点裂纹扩展率远低于63Sn37Pb焊点。在给定的试验条件和温度循环范围内,62Sn36Pb2Ag焊料的抗热失配能力和高温抗蠕变性能较63Sn37Pb焊料表现更加优异。 展开更多
关键词 锡铅银焊料 锡铅焊料 硅光电池 显微组织 抗热失配 蠕变
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无铅焊料的研究(1)——反应润湿性 被引量:1
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作者 杨邦朝 顾永莲 《印制电路信息》 2005年第5期57-64,共8页
针对数种无铅焊料,如Sn-Cu、Sn-Ag、Sn-In与Sn-Ag-Cu四种合金,尤其是具应用潜力的共晶无铅合金与Cu、Ag、Ni三种基材的接触,整理分析了其重要的基础性质——反应润湿,可作为无铅焊料相关研究的参考。
关键词 无铅 焊料 反应润湿 无铅焊料 润湿性 反应 SN-AG-CU SN-CU 无铅合金 基础性质
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Sn-Bi合金系低温无铅焊料的研究进展 被引量:28
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作者 王阳 胡望宇 +2 位作者 舒小林 赵立华 张邦维 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期23-25,共3页
综述了Sn-Bi合金系的微观结构、润湿特性、物理及机械性能的研究进展,指出了此合金系作为软钎焊材料尚待改善的性能,采用合金化等手段可使此合金系发展为理想的低温钎焊用无铅焊料。
关键词 无铅 焊料 微观结构 机械性能 低温 锡铋合金
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绿色无铅电子焊料的研究与应用进展 被引量:46
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作者 张曙光 何礼君 +1 位作者 张少明 石力开 《材料导报》 EI CAS CSCD 2004年第6期72-75,共4页
概述了关于无铅电子焊料全球范围的立法与研发计划、国内外无铅焊料的发展现状及所取得的研究成果,探讨了无铅焊料合金的专利问题,进行了无铅软钎焊技术可行性、经济性和可靠性分析,介绍了无铅焊料的应用情况,并展望了前景。
关键词 无铅焊料 微电子组装 焊接 环境保护 软钎焊材料
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用俄歇电子谱法研究锡铅焊料的抗氧化机理 被引量:12
18
作者 吴申庆 邵力为 +1 位作者 刘洁美 姜文标 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 1989年第4期74-79,共6页
用AES-350型俄歇电子能谱仪对普通锡铅焊料和抗氧化焊料自液态冷却的自由表面进行分析研究,证明普通焊料表面因Sn的富集,易于形成不断增厚的氧化层;而微量元素Ga在抗氧化焊料表面富集倾向远大于Sn,并形成不到10nm的富Ga表面保护膜。本... 用AES-350型俄歇电子能谱仪对普通锡铅焊料和抗氧化焊料自液态冷却的自由表面进行分析研究,证明普通焊料表面因Sn的富集,易于形成不断增厚的氧化层;而微量元素Ga在抗氧化焊料表面富集倾向远大于Sn,并形成不到10nm的富Ga表面保护膜。本文指出,在保护膜内高价Ga离子使表面层离子排列空位增加并使比电导降低,是产生抗氧化性的原因。 展开更多
关键词 电子谱法 焊料 抗氧化
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钎焊工艺对InAg低温焊料结构及剪切性能的影响 被引量:5
19
作者 刘文胜 黄国基 +2 位作者 马运柱 彭芬 崔鹏 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期3674-3679,共6页
针对不同回流工艺曲线对In3Ag焊膏焊点表面形貌、界面IMC(Intermetallic compound)层和剪切强度的影响进行研究。采用扫描电镜(SEM)和能量色散谱仪(EDS)分别对IMC层的微观结构和焊点的组织成分进行观察和分析,采用力学试验机测试焊点的... 针对不同回流工艺曲线对In3Ag焊膏焊点表面形貌、界面IMC(Intermetallic compound)层和剪切强度的影响进行研究。采用扫描电镜(SEM)和能量色散谱仪(EDS)分别对IMC层的微观结构和焊点的组织成分进行观察和分析,采用力学试验机测试焊点的剪切强度,并通过SEM观察其断口形貌。研究结果表明:IMC层厚度随钎焊曲线峰值温度升高而增加,焊点剪切强度随峰值温度升高而降低,断裂模式为韧性断裂。其合适的钎焊工艺为峰值温度160℃,并在150℃保温1 min,可得到表面光亮、润湿性能好、助焊剂残留少的焊点,其基体为富In相,在基体上弥散分布着AgIn2颗粒,IMC层是均匀、致密的扇贝状结构,厚度约为3μm,成分约为(Ag0.8Cu0.2)In2;在此条件下,焊点剪切强度最高,为7.24 MPa。 展开更多
关键词 InAg 焊料 钎焊 金属间化合物 剪切性能
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Sn-9Zn-xP无铅焊料合金性能研究 被引量:6
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作者 黄惠珍 魏秀琴 +1 位作者 帅歌旺 周浪 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期4-7,12,共5页
以Sn-9Zn合金为研究对象,考察了P的添加对其性能的影响,并对其机制作了初步探讨。通过二次离子质谱(SIMS)分析发现,P的添加显著降低Sn-9Zn合金中的含氧量,从而提高了合金在Cu上的润湿性。P的改善润湿性的效果不仅有利于其工艺性能,也提... 以Sn-9Zn合金为研究对象,考察了P的添加对其性能的影响,并对其机制作了初步探讨。通过二次离子质谱(SIMS)分析发现,P的添加显著降低Sn-9Zn合金中的含氧量,从而提高了合金在Cu上的润湿性。P的改善润湿性的效果不仅有利于其工艺性能,也提高了Sn-9Zn/Cu焊点界面的结合强度,只使其塑性略有下降。同时,微量P的添加不改变Sn-9Zn合金与Cu形成的焊点的界面结构。另外,蠕变强度测试结果表明,P的添加能显著提高合金的抗蠕变性能。 展开更多
关键词 Sn-Zn合金 无铅焊料 P 润湿性 蠕变
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