钎料合金蠕变行为及非耦合型本构理论研究进展

在严苛的服役环境与小型化结构设计需求的双重作用下,航天仪器设备所承受的载荷不断增加并愈加复杂,而焊点、引线等封装结构作为仪器设备的薄弱环节,一旦破坏往往会导致器件甚至设备功能丧失,为了提升仪器设备的环境适应性与可靠性,需要准确把握封装结构材料蠕变行为与损伤机理,完善钎料合金本构理论并提升材料蠕变性能预测精度,发展封装结构精细化仿真分析方法。本文梳理了钎料合金蠕变性能及其影响因素,回顾了非耦合型本构理论的发展历程与研究热点,分析了相关模型的预测能力,为深入理解钎料合金蠕变行为与性能预测奠定基础。     

无铅焊点热疲劳状态估计

为获取元器件焊点的热疲劳状态信息,采用了焊点剪切力测试方法和非线性最小二乘数据拟合法。以1210片式电阻器件无铅焊点为研究对象,开展了剪切力-热疲劳状态试验研究工作。依据0、300、600、900、1200、1 500个周期温度冲击下的焊点剪切力试验数据,采用非线性最小二乘的Gauss-Newton法,并利用Matlab编程的手段获取了剪切力数据的拟合曲线。以"剪切力值下降30%"的失效标准划定失效界线,利用拟合曲线推算出焊点失效时的循环周期数为1 439.04。试验证明焊点剪切力能够反映出焊点的热疲劳状态,该方法可用于焊点的疲劳状态监测、估计,满足对于焊点疲劳状态的监测需要,同样适用于其他类型焊点的疲劳状态估计。     

1Cr18Ni9Ti脉冲激光焊接工艺研究

介绍了采用YAG脉冲激光器焊接不锈钢1Cr18Ni9Ti的工艺过程,通过调整离焦量、焊点重叠率、峰值功率和脉冲宽度进行试件焊接,并对焊缝熔深进行检测。试验结果表明:离焦量对焊缝熔深影响较大,负离焦量时可以获得较大的焊缝熔深;峰值功率对焊缝熔深影响最大,但峰值功率过大易出现焊接飞溅;焊点重叠率与焊缝熔深有效性密切相关,对产品密封性能影响大;脉冲宽度对焊缝熔深影响较小,对焊缝表面成形状态影响较大。针对推进系统中阀门壳体激光焊缝熔深要求,优化了工艺参数。采用上述工艺规范焊接的阀门产品已经过飞行考核。     

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。     

Ti6Al4V钛合金表面裂纹产生原因及预防

某型产品Ti6Al4V舵面组件经过真空退火后,多个电阻焊点附近出现了裂纹。经断口宏微观形貌观察、材料成分检测及生产流程梳理,排除了热应力致裂、应力腐蚀致裂、氧脆、氢脆等可能原因,确定了裂纹的产生与钢质镀镉螺钉有直接关系。     

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。     

胶焊接头中焊点大小对应力分布的影响

采用三维弹塑性有限元数值分析方法,研究了采用弹性模量较高的酚醛树脂和弹性模量较低的丙烯酸酯胶粘剂的胶焊接头中,焊点直径对应力分布的影响。     

锡-铅共晶焊料与镀金层焊点的失效机理研究

总结了某电子产品故障的失效分析工作。针对锡-铅共晶焊料在表面镀金的印制电路板焊盘上焊接电子元器件或导线的焊点,研究了印制板金镀层厚度、焊料中金成分含量及焊接后时效温度和时间对焊点抗拉强度的影响,并对焊点产生金脆失效的机理进行了分析。研究结果表明,在锡-铅共晶焊料中金的含量达到10%后,焊料的强度会急剧减弱;焊接完成后,在一定的贮存条件下,会在界面生成弱化层,使焊点与焊盘结合强度减小,是导致金脆失效的主要原因。