电装焊接中的“去金冶问题及措施

通过对电子产品的装联中镀金引线表面产生“金脆”的机理和过程的分析,对“去金”问题以及对可靠性的影响进行了探讨.结合航天产品的相关工艺规范的要求,提出了具体的“去金”工艺措施,并进行了工艺方法的探讨.结果表明,元器件去金提高了焊点的可靠性,但对于元器件引线的“去金”问题应慎重对待.     

无铅BGA 焊接工艺方法研究

以焊接无铅BGA器件为目的,在三种主要焊接工艺方法中选择有铅焊料焊无铅BGA的工艺方法.通过调整回流焊炉各温区参数,得到适用于这种工艺方法的温度曲线,并通过外观、X射线、染色与渗透、剪切力、金相剖切对焊接质量进行分析.分析结果表明:该工艺方法焊接的无铅BGA焊点外观符合目检要求;X射线下没有发现焊点的明显缺陷;环境试验后,焊点的剪切力符合标准要求;染色试验未发现被染色的焊球;焊点的金相图显示结合处焊接良好,且满足合格焊点的金属间化合物厚度要求(0.5～50 μm),这种工艺方法能够较好的完成无铅BGA器件的焊接,有一定的应用价值.     

短引脚PGA选择性波峰焊工艺技术

文摘针对装联过程中,PGA封装器件引脚过短的问题,分析了三种主要焊接工艺方法,采用选择性波峰焊接对短引脚PGA进行焊接试验,进而优化焊接工艺参数,并通过外观、X射线、金相剖切对焊接质量进行分析。结果表明:经过目视和X射线检测,选择性波峰焊接的短引脚PGA焊点无明显缺陷,金相图中焊锡与器件引脚、焊盘孔壁结合处良好,符合合格焊点要求。选择性波峰焊工艺方法具备焊接短引脚PGA的能力,有一定的应用价值。     

航空电子产品中面阵列封装器件的返修工艺研究

随着面阵列封装器件在航空电子模块产品中的广泛应用,此类产品的返修成为保障产品全生命周期可靠性中的工艺难点。针对目前热风红外混合加热返修工艺方法的应用现状,分析了面阵列封装器件的一般返修流程,通过试验对比了不同焊接温度对返修焊点空洞率、金属间化合物层的影响,优化了焊接温度曲线参数。试验结果表明,通过参数优化,能够改善金属间化合物层的厚度,提高产品长期可靠性。     

某型低温液体泵控制器焊接金脆缺陷分析与处理

针对某型低温液体泵控制器因金脆缺陷导致外场故障频发的情况,对其进行分解检查和金相分析,发现是由于工艺不完善,没有针对镀金元件制定引脚除金工艺而导致金脆故障。对金脆现象进行了机理分析,简要介绍了国内外对于去金的相关标准要求,提出了低温液体泵控制器工艺改进措施并进行了应用,避免了该型产品再次发生金脆故障。     

基于遗传算法与神经网络微电阻点焊工艺参数优化

文摘微电阻点焊工艺参数的设置对焊点力学性能有着至关重要的作用,通过正交试验极差分析研究了工艺参数对0.05 mm厚TC1箔材焊点剪切力和剥离力的影响程度。通过赋予剪切力和剥离力相应的权值将双优化目标转化为单一的混合优化目标,结合神经网络与遗传算法,对工艺参数进行了优化,建立了基于BP神经网络的焊点力学性能预测模型。结果表明预测模型的误差小于4%,预测模型具有较高的精度和预测能力,可以准确地预测焊点的力学性能。同时通过gatool工具箱对各项工艺参数进行了优化,获得焊接参数的最优组合:焊接电流800 A、电极压力8.89 N、爬坡时间1.608 ms、焊接时间8 ms,混合优化目标为55.73 N。通过与正交试验优化结果对比,遗传算法寻优可以获得更好的综合力学性能。     

塑料零件超声波焊接的关键技术

介绍了超声波焊接工艺、超声波焊接设备选择、超声波焊接焊点及焊件设计,探讨分析PA材料继电器盒采用超声波焊后的结构改进对降低成本、提高生产效率的重要性。     

航空产品混装PCB回流焊工艺优化

目前航空电子产品印制电路板(PCB)焊接方式越来越多采用表面贴装技术(SMT),而最能体现SMT回流焊工艺能力的参数指标是回流焊曲线。很多焊点的缺陷,特别是目前较难控制与解决的球栅阵列封装器件(BGA:Ball Grid Array)空洞以及虚焊等隐性缺陷都来源于回流焊温度参数的设定。本文运用炉温测试仪和推力试验,结合实验设计获得最优化的参数设定,最终找到混装PCB的最佳回流炉温度曲线,满足了混装PCB焊接质量要求,且具有较强的适应能力。     

CLGA封装器件高可靠性装联工艺研究

为了保证陶瓷栅格阵列（CLGA）封装器件装联可靠性，本文以CLGA封装器件为研究对象，采用Pb₉₀Sn₁₀焊球、Pb₉₀Sn₁₀与Pb₈₀Sn₂₀焊柱、Be-Cu/Sn₆₀Pb₄₀微弹簧圈（MCS）和Sn₆₃Pb₃₇共晶焊料，实现了对CLGA封装器件的二次工艺设计，并采用回流焊工艺方法将器件装联在印制电路板上。通过有限元分析及试验相结合的方法，探索了适用于此类器件的高可靠性装联工艺。对3种元器件建立有限元仿真模型来模拟应力应变情况，同时对印制板组件进行了力学、热学实验分析。仿真发现：弹簧所受的应力和应变最小，焊柱其次，焊球最大；试验验证与仿真结果相符：植弹簧的器件可靠性最高，植焊柱的其次，植焊球的最差；500个温度循环与振动试验表明：植弹簧器件无裂纹，植焊柱、植焊球的器件出现裂纹，焊点金相剖切与SEM能谱显微组织分析均符合航天标准要求。植焊球、植焊柱的器件焊点断裂失效位置均出现在焊球、焊柱与钎料印制板接触的位置，且裂纹处金属间化合物（IMC）层厚度与能谱成分未见异常。     

基于机器人视觉的银网焊点定位技术研究

铅锌电池制作工艺过程中的银网焊接工序不仅存在肉眼识别不准确、出错率高的问题,而且劳动强度大、效率低。针对此工艺,提出一种基于机器人视觉的自动化焊点定位方法。系统以机器人搭载自动化焊接设备对焊点精确定位并焊接,采用畸变校正和机器人手眼标定完成了图像坐标系到机器人坐标系之间位置的精确变换,并运用Blob分析粗定位和基于形状的模板匹配精定位相结合的算法,有效地解决了噪声干扰、非线性光照干扰及银网变形引起的识别定位障碍,达到焊点识别定位精度高、生产效率高的目标。     

AuNi9 导电环刷丝的钎料成分改进及性能分析

采用Sn Pb、In Pb和In Pb Ag三种钎料对航天器控制系统中的Au Ni9刷丝进行了钎焊试验,对钎焊接头的力学性能、断口形貌以及微观组织、化合物相成分进行对比分析,探讨改进后钎料对钎焊接头化合物层形成的影响。结果表明,Sn Pb钎料钎焊Au Ni9刷丝接头区域靠近金合金一侧产生了明显的化合物,主要包括:Au Sn4及Au Ni2Sn4和Ni3Sn4化合物相。In Pb钎料能明显降低钎焊接头脆性,接头区域未发现金属间化合物的产生。InPb Ag钎料不仅能保护铜导线的镀银层,而且钎焊接头还会产生细小的强化相Ag2In,增强接头剪切强度。     

真空汽相焊冷却速率对多层板焊点质量的影响

为解决多层印制板真空汽相焊由于焊后冷却不足导致的焊点纹路问题,本文确定多层板焊点纹路出现的根本原因,对焊后冷却区进行改造,进而研究不同焊接工艺对焊点表面形貌、内部组织形貌及焊点力学性能的影响。实验结果表明,快冷下焊点形成的界面金属化合物（IMC）更薄,焊点组织也更加均匀,即Pb在Sn中的分布更弥散。快冷下形成的IMC层晶粒直径在1μm左右,剪切强度为17.26 MPa,较慢冷提高了43%,达到细晶强化的目的。此外,由于冷却速度过慢导致的焊点表面纹路缺陷也得到明显改善。     

Solar Cell Interconnector Design

Various solar cell interconnector designs are analyzed for fatigue failures under extended temperature cycling. Test results are presented for several configurations. The stresses and failures of the solder joint between interconnector and silicon cell are discussed in light of test results, new long-term cycling data showing much greater incipient failures than previously expected based on extrapolation. Data are also presented for solder creep strength at elevated temperatures. A comparison between soldered and welded joints shows that both approaches have their weaknesses. The bonding method of cells to substrate must be integrated with the interconnector design to obtain optimum performance, mechanically as well as electrically.     

Automated inspection of through hole solder joints utilizing X-rayimaging

Solder joint inspection has traditionally been done by manual inspection. The disadvantage of manual inspection is the large amount of time required and the decrease in efficiency as operator fatigue occurs. This has prompted the development of automated inspection systems to speed up the inspection process and increase efficiency. Automated inspection systems typically use visible light, infrared light or X-rays to illuminate the board. These systems require solder joint position information that is provided either by CAD data or by human entry of the position information. This paper describes a preliminary, automated inspection system that finds the solder joints in an X-ray image and inspects them using an artificial neural network (ANN). The identification of solder joints in the gray-scale image is done using image processing techniques; CAD data or manual registration of the solder joints is not required. The image processing techniques also yield binary maps (i.e., black and white images) showing the locations of ICs and other components, which is useful for other diagnostics     

基于低温烧结银的航天功率模块基板大面积连接工艺改进

由于传统航空功率模块中大面积基板连接采用锡铅焊料,可靠性不佳,本文采用烧结银进行大面积基板连接,研究了接头的力学性能、断裂模式和显微组织。结果表明:接头力学性能良好,平均剪切强度为45.18 MPa,呈现出内聚失效和韧性断裂模式,粘接层的孔隙率为4.82%,显微结构致密均匀,界面结合良好。改进的大面积烧结银工艺只需印刷一次焊膏,采用快速升温速率提高烧结银致密度,并将烧结压力降至2 MPa,可以满足航天功率模块中基板连接的要求。     

无铅焊点的可靠性研究

基于环保和可持续发展,各国开始限制电子封装中铅的应用,而无铅焊料的研究是目前发展的重要趋势,随着钎焊材料和工艺的改变,给无铅钎焊焊点可靠性的评估带来一系列的相关问题,焊点的破坏往往导致整个封装结构的失效,本研究就无铅焊料焊点的力学测试方法和焊点寿命预测进行了讨论。     

Al/Ni含能多层膜在Al2O3陶瓷/不锈钢焊接中的应用

采用磁控溅射设备,生长AuSn合金做焊料层、Al/Ni含能多层膜做热量提供层,实现了不锈钢和Al_2O_3间的异质材料自蔓延高温扩散焊。利用SEM、XRD和DSC等测试手段表征AuSn合金和Al/Ni含能多层膜的微观形貌、相成分和放热量;用万能试验机测试焊接接头的力学性能。结果表明,AuSn合金的质量比基本达到80∶20,而多层膜的层状结构清晰,反应热达到1 239 J/g。焊接实验结果表明,仅使用AuSn焊料时,剪切强度仅为46 MPa,在增加Al/Ni含能多层膜后,其剪切强度可达90 MPa,强度提高了约一倍。焊接接头的界面显微形貌和相结构研究表明,剪切强度的增强主要是Al/Ni多层膜提供了额外能量使得界面处的反应剧烈,陶瓷金属化层与中间层的反应加剧,形成了新的反应生成物。     

激光焊接ZL114A/5A06 异种铝合金接头组织及性能

采用激光焊接ZL114A/5A06异种铝合金,通过参数优化以获得性能优良的焊接接头,利用光学显微镜(OM)、拉力试验机、高温疲劳试验机、SEM和EDS对接头的显微组织、力学性能和拉伸断口进行了研究。结果表明:焊缝中心区的金相组织为等轴晶;接头焊后不经热处理,抗拉强度可达到265 MPa,为母材强度的80%以上,并有很好的抗疲劳性能;断口分析显示断裂位置在ZL114A母材一侧的熔合线附近;在保证焊透的前提下,激光功率越小,晶粒越细小,接头强度越高。对框架蒙皮结构铝合金贮箱产品试验件进行了焊接,试验件达到了产品各项性能指标要求。