CCGA封装芯片落焊控温工艺研究

部分宇航型号单机生产过程中,CCGA芯片因软件固化、调试等原因需使用返修台进行落焊,落焊温度曲线直接影响CCGA器件及周围器件的装配可靠性。本文使用红外热风混合型返修台进行CCGA落焊控温工艺研究,并进行焊接及可靠性试验验证。研究发现,返修台控温点距离器件边缘1-2mm时温度反馈控制效果最佳;本文提出了增加导热挡板控制高温区范围（＞183 ℃）的新方案,可将高温区控制在落焊位置周围8mm范围内;CCGA焊接样件分析显示焊锡柱侧微观组织呈块状,IMC层组织均匀,未出现Cu3Sn脆化物,可靠性试验后染色浸润测试发现焊点完好,未出现裂纹。结果证明所本文提出的温度控制工艺合理有效,可应用于宇航产品落焊过程。     

CLGA封装器件高可靠性装联工艺研究

文摘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。结果表明,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...     

宇航微波组件连接技术可靠性分析

针对宇航微波组件制造过程中的射频同轴电连接器与微带板之间的连接技术,以焊料硬连接、镀金铜带Ω形连接及金带包焊为研究对象,分析比较了不同连接技术的原理与特点,提出了相应的工艺控制要求与注意事项,并以SMA型电连接器为试验对象,对不同连接技术进行了鉴定试验验证、电性能测试及热应力仿真等可靠性评估与分析。结果表明：焊料硬连接焊点在经历力学鉴定试验和200次温度循环试验后出现疲劳纹,镀金铜带Ω形连接和金带包焊焊点则未出现异常;金带包焊的电性能与焊料硬连接较为接近,在1~8 GHz内基本满足使用要求,镀金铜带Ω形连接的电性能一致性较差;相同温度载荷下,硬连接焊点的最大热应力远大于镀金铜带Ω形连接及金带包焊,采用金带包焊的力学设计裕度远大于硬连接。     

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.     

焊接间隙对铝合金薄板磁脉冲点焊接头组织和力学性能的影响

焊接在航空机体制造中处于至关重要的地位,焊接结构的可靠性很大程度上取决于焊接接头的性能,铝合金作为重要的轻量化航空材料,相关焊接技术对促进航空事业发展具有重要影响。提出了一种用于铝合金薄板连接的磁脉冲点焊技术,实现铝合金板–板固相焊接。通过改变焊件的焊接间隙工艺参数,研究工艺参数对铝合金点焊接头焊接质量的影响。通过光子多普勒速度测量(Photonic doppler velocimetry,PDV)系统获取飞板在变形运动过程中的信息,准静态剪切拉伸试验对接头进行了力学性能的评定,并采用光学显微镜、偏光显微镜和扫描电镜(SEM)分析了焊接接头的微观组织特性。结果表明,当焊接间隙从0.9mm增大到1.5mm时,焊件飞板速度和点焊接头的焊合长度都随之增加,对提升点焊接头性能具有积极作用。综合分析得出,1.2mm的焊接间隙为焊件提供了合适的碰撞速度,焊件力学性能表现最佳。     

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。     

2195铝锂合金搅拌摩擦焊接头组织及性能

为了研究搅拌摩擦焊(FSW)对2195铝锂合金组织及性能的影响,对5mm薄板进行了不同工艺参数的搅拌摩擦焊接。显微组织分析及力学测试结果表明:合金经FSW后,接头组织由焊核区、热机影响区、热影响区三个明显不同的区域组成。当焊速不变,搅拌头转速ω在700~1300r/min之间变化时,接头抗拉强度随转速ω增大而降低;搅拌头转速不变,焊速υ在60~140mm.min-1之间变化时,接头抗拉强度随焊速υ增大而提高。当υ=140mm.min-1,ω=1000r/min时,焊接接头强度系数达到73%。焊后接头显微硬度发生了较大程度的软化。     

机载设备半导体器件的质量控制

半导体器件(晶体二、三极管、可控硅、集成电路)是航空机载设备电子系统的重要组成部分。其功能可靠性直接影响或决定电子系统的可靠性。由于航空产品特殊的工作环境与较高的技术要求,使得半导体器件在工作状态要受到电应力、热应力、气候应力、机械应力等综合作用,这就决定了半导体器件的失效率要受到诸多负荷因素的影响。因此,器件的失效过程是一个多维、非平稳随机过程,由多种因素所决定。器件失效与工作负荷、内在工艺质量、环境条件、筛选工艺等因素有关。从实质上讲,航空用半导体器件的质量控制必须从器件的固有质量、器件的使用及器件的老化筛选三个主要环节加以控制。这三个环节具有内在联系,缺一不可。     

2A14铝合金熔焊与搅拌摩擦焊交叉接头组织与力学性能

针对6 mm厚2A14铝合金采用先钨极氩弧焊(TIG)后搅拌摩擦焊(FSW)的工艺进行焊接得到TIG-FSW丁字交叉接头。通过对交叉接头进行组织分析,可以发现接头左侧为熔焊区域,上部可见明显气孔缺陷,右侧搅拌摩擦焊接区域呈"碗状"分布,焊缝成形良好。硬度测试结果表明:熔焊区显微硬度值明显低于搅拌摩擦焊接区域,且焊核区右侧硬度值呈现"U"型分布;对交叉接头沿熔焊方向进行拉伸,断裂位置位于M态母材处,断口呈现典型韧性断裂特征。     

焊后热处理对5B70铝镁钪合金板材焊接接头组织性能的影响

以5B71焊丝为焊接填充材料,对厚度6mm的5B70-H32铝镁钪合金板材进行氩弧焊焊接,之后对焊接接头进行280~340℃/1h焊后处理。采用力学性能测试和显微组织评估方法研究了焊后热处理对5B70铝镁钪合金板材焊接接头组织性能的影响。结果表明,合金焊接接头焊缝区为明显的树枝晶组织,采用焊后退火处理后焊接接头焊缝区枝晶明显减少,晶粒更为均匀,同时基体中析出大量A l3(Sc,Zr)粒子;焊后处理能显著提高5B70铝镁钪合金焊接接头的强度,在280~340℃范围内,焊后处理温度愈高,强度升高愈显著,塑性也有所提高;焊缝区A l3(Sc,Zr)粒子析出强化是焊接接头焊后退火力学性能提高的主要原因。     

钎焊CBN砂轮缓磨镍基铸造高温合金的磨削加工性与表面完整性(英文)

缓进给磨削工艺适合于成型磨削,尤其在复杂型面构件的高效精密磨削中具有广阔应用前景。本文采用钎焊CBN砂轮进行了镍基铸造高温合金K424的缓磨试验,重点研究了工艺参数(砂轮线速度、工件进给速度、切深)对磨削加工性与表面完整性的影响,包括磨削力与磨削温度、磨削比能、尺寸稳定性、加工表面形貌、亚表面层的显微硬度与金相组织变化、残余应力。结果显示,尽管K424合金的磨削比能高达200-300J/mm3,但在钎焊CBN砂轮缓进给磨削K424合金过程中,磨削温度仅约为100℃。采用砂轮线速度22.5m/s、工件进给速度0.1m/min,以及切深0.2mm的工艺参数加工出满足尺寸精度要求的直槽。磨削表面未发现磨削烧伤与显微裂纹,并且呈压应力状态。     

某型机钣金钳焊件生产经验

在飞机制造过程中会遇到许多钣金钳焊零件,如进气道、排气管、整流包皮等。其结构多是由许多块曲面钣金件经组焊而成的复杂双曲面,一般在端头有安装协调要求,准确度要求较高,而中间过渡区则要求较低。这类结构焊接变形大,且变形后难校正。生产中一般对钳焊件都配有暂焊(焊接)夹具,因为焊缝形状复杂和焊接保护的原因,这类夹具都设计得较复杂和笨重。本文介绍了某型机钣金钳焊件的生产经验,提出了小批生产中不用焊接夹具的设想。 1.某型机前、后进气道的钳焊 (1)结构概况 某型机共有三台发动机,前面对称布置两台,后面一台,均在传动平台上。发动机前、后进气道均是由多块钣金零件焊接而成的复杂双曲面焊接件。材料为LF3(板厚0.8mm)。前进气道给两台发动机进气,形状比后进气道更复杂。前、后进气道结构见图1。     

热工艺对Ti3Al基合金力学性能和焊接性影响

研究了不同热工艺(锻造、热轧和固溶处理)条件下Ti-24Al-15Nb-1Mo合金显微结构和力学性能特点,比较了它们钨极氩弧焊的焊接性。结果表明,热加工工艺对母材显微结构和力学性能影响显著,固溶温度影响相对较小;锻制的母材具有较低的冷裂纹敏感性和较高的接头力学性能;降低接头拘束度、控制接头焊后冷却速度和焊后及时热处理是防止裂纹的有效工艺措施。     

TC4钛合金扩散焊接头的力学性能

在温度为910℃,压力为3.4MPa条件下对TC4钛合金板材进行了扩散焊接,对获得的扩散焊接头取样进行金相观察,仅在接近接头表面材料深度为1mm范围内发现未焊合缺陷,其余部分焊合较好,表明在给定工艺下可获得质量良好的焊接头.随后对TC4扩散焊接头的力学性能进行了试验研究,分别开展了静拉伸试验、断裂韧性试验及焊缝附近区域的纳米压痕试验.试验结果表明,所制得的TC4扩散焊接头屈服强度为887MPa,抗拉强度为948MPa,断裂韧性为101.9MPa·m1/2,均与原材料的性能相差不大.纳米压痕试验的结果显示,接头焊缝区和母材区的显微弹性模量分别为180.2GPa和178.0GPa.      

低温镍基铸铁焊条修补立柱研伤面

我厂一台Z35摇臂钻床,立柱外圆面与横臂内孔严重研伤。研伤面宽30～40毫米,长200～250毫米,深1～3毫米。因为研伤处在立柱外圆与横臂内孔的同一部位,若用硬度较低的锡铋合金、银铜合金等焊补,势必在横臂上下移动时,使补焊处剥落,导致更严重的研伤。采用低温镍基铸铁焊条焊补,焊补处组织致密,硬度、强度均与铸铁接近,经过一年多的使用,未出现划伤、剥落等缺陷。其具体步骤如下: 1.用汽油或10％NaOH溶液清洗。研伤处的污物要用铁刷刷净。 2.焊前用石棉板或纸板将不施焊表面挡住,以免焊渣飞溅烧伤。焊接时,每次焊接长     

铝合金5083-6082搅拌摩擦焊焊缝的电化学腐蚀行为

首先,对铝合金5083-6082搅拌摩擦焊(FSW)焊缝与5083母材、6082母材的金相组织进行了研究,结果表明,焊缝的组织与两种母材相比,其晶粒明显细化.其次,通过室温静态挂片试验以及动电位极化曲线测试,电化学阻抗谱(EIS)试验,在室温0.2 mol/L NaHSO3+0.6 mol/L NaCl溶液中,对铝合金5083-6082搅拌摩擦焊的焊缝以及两种母材的电化学腐蚀行为进行了研究.结果表明:主轴转速800 r/min,焊接速度160 mm/min,搅拌头倾角3°时的焊缝与两种母材相比,腐蚀电位Ecorr正向移动,平均腐蚀速率和腐蚀电流密度Icorr变小,极化电阻Rp增大.同时使用打描电子显微镜(SEM)对室温静态挂片试验试样的表面形貌进行了观察,发现焊缝表面上只出现少量较浅的点蚀坑,而两种母材表面的点蚀现象较为严重.     

用急冷Al基合金作中间层对Si3N4进行扩散焊连接的研究

本文研制了急冷及普通Al基中间层材料,并对其性能及其在对Si_3N_4陶瓷进行扩散焊时用作中间层进行了研究。结果表明:Al基中间层经急冷凝固处理后组织细小,成分均匀,硬度高,熔点低。接头的剪切强度试验结果表明:在同一扩散焊工艺条件下,急冷中间层接头的剪切强度明显高于普通中间层接头的剪切强度。其中急冷Al-Si-In-Ti-Zn-Mg中间层接头在扩散焊温度为475℃时(保温时间30min,压力为15MPa),强度最高(50MPa)。随着扩散焊温度的提高,接头剪切强度明显下降。断口分析表明:接头均断在界面附近。界面附近的富In相是接头强度的薄弱环节。随着扩散焊温度的提高,富In相尺寸增大,接头强度下降。急冷Al基中间层扩散焊连接Si_3N_4陶瓷的机制是:活性元素Ti向界面扩散富集并与Si_3N_4发生化学反应,生成界面相TiN,同时中间层中的Al也向界面富集并与Si_3N_4发生化学反应,生成AIN界面相。     

AF1410钢电子束焊接接头组织及性能研究

采用电子束扫描焊和修饰焊工艺对5mm AF1410钢板进行电子束焊接。针对热处理前、后的接头,采用光学显微镜、扫描电镜、硬度仪等对其组织、硬度及拉伸断口进行分析。结果表明:接头热影响区分为浅腐蚀区和深腐蚀区,分别为单一马氏体(M)、M+少量逆转奥氏体(Ar)组织;焊缝区柱状晶分为重熔区、正火区和回火区,晶内为马氏体,晶界附近为残留奥氏体。热处理后,接头组织、显微硬度与母材趋于一致,抗拉强度也达到了母材98%以上,失效裂纹始于热影响区,呈约60°方向扩展并贯穿整个接头。     

高可靠容错多重微处理机

本文论述了制造可靠的容错微处理机所需的设计方法.这种方法的效用是通过设计具有二次故障工作的电传操作飞行控制处理机来验证.这种设计方法研究 LSI 器件所出现的多故障模式和现用的LSI 电路根据所设计的设备故障率所预测的元件可靠性降低.容错是根据一组从研究 LSI 电路特别是研究微处理机得到的一般准则通过重构来实现的.人们发现当处理机适当分成几小组器件时,要求二次故障工作的容错冗余级使得可靠性级超过两小时内故障概率小于1×10~(-9)的设计目标.这种方法其所以有许多可取之处是由于设计的一组特制的 LSI 电路有三种线路(其应用在下面讲座).上述三种电路包括两种自检检测器和一个专用分割互连电路.     

基于超声波C 扫描的SUS304 不锈钢板点焊接头质量分析

利用超声波水浸聚焦入射法对1 mm厚的SUS304奥氏体不锈钢板点焊接头进行超声C扫描成像检测;研究了不同焊接工艺参数下获得点焊接头的超声波C扫描图像特征,据此分析了接头的焊核直径,并与焊核切口端面尺寸进行了比较;对点焊接头进行了拉伸—剪切试验,测试了接头的力学性能。结果表明:超声波水浸聚焦入射法能够观测出点焊焊核直径,并能有效地观测出焊核内部形貌特征。当焊接电流为定值(4k A),供给压力为0.15 MPa时,接头出现飞溅、焊穿等缺陷,并且在超声波C扫描图像中能够清晰地反映出来;当供给压力为0.45 MPa时,虽然点焊焊核直径增大,且未出现焊接缺陷,但是过大的供给压力导致接头厚度变小,影响了接头抗拉强度。当供给压力为定值(0.4 MPa),焊接电流为9 k A时,在C扫描图像上同样反映出飞溅、焊穿等典型的焊接缺陷,此时接头的失效载荷及能量吸收值急剧下降。