金锡焊料熔点
电化学沉积金锡合金及其性能研究
摘要：以柠檬酸金钾和氯化亚锡为主要原材料，配制 Au + 及 Sn 2+ 浓度分别为 8 g/L 和 10 g/L 的溶液，在不同电流密度下通过电化学沉积获得金锡合金镀层。
通过X-射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、微区元素成分分析（EDS）及差示扫描量热分析（DSC）等手段对镀层的物相、微观形貌、金含量及熔融性能进行了系统研究。
结果表明，电流密度0.030～0.045 mA/mm 2 为最佳电流密度范围，可获得熔融温度约 280℃、焊接性能良好的金锡合金镀层。
随着电子封装技术不断发展，用于封装的各种焊接材料越来越受到重视。
常用焊接材料有PbSn、AgSn、AgSnCu、SnZn、AuSn、AuGe 等。
由于Pb 对环境及人体健康有重大危害，PbSn 焊料的应用不断受到限制甚至禁止。
无铅焊料AgSn、AgSnCu、SnZn 等虽然应用广泛，但焊接可靠性较差，高可靠性要求的电子产品（如航天航空及光电子产品）的封装明确禁用。
如图 1，金与锡可形成多种物相，如 Au 10 Sn（熔点 532℃）、Au 5 Sn（熔点 190℃）、AuSn（熔点 419.3℃）、AuSn 2 （309℃）、AuSn 4 （257℃），其相图见图 1。
Au 5 Sn 和 AuSn 两相混合、Au 与 Sn 质量比80∶20，此时焊料熔点278℃，具有优异的电学、机械、物理、化学性能，具有熔化流动性好、焊接过热小、凝固快、稳定性高、屈服强度高、气密性好、热导率高、抗蠕变性能好、抗疲劳性能优良、抗氧化性能好、抗腐蚀性能好、导电性能好、无需助焊剂、焊接后免清洗等优点，是一种优良的焊接材料；被广泛应用于通讯、卫星、遥感、雷达、汽车电子、航空等领域及光电器件的焊接、封装。
常用金锡共晶焊料为焊丝、焊片等。
使用时将焊丝或焊片剪成所需形状，放置在要焊接的部位，操作非常麻烦、效率低。
为了提高封装效率、降低成本，本文开发了电化学沉积金锡合金的技术，即在含Au +及 Sn 2+ 的溶液中，控制 Au + 及 Sn 2+ 的比例及其他辅助添加剂的含量，在一定电流密度下通过电化学沉积制备出金锡合金。
金属焊料
金属焊料
锡焊料。
以锡铅合金为主，有的锡焊料还含少量的锑。
含铅38.1%的锡合金俗称焊锡，熔点约183℃，用于电器仪表工业中元件的焊接，以及汽车散热器、热交换器、食品和饮料容器的密封等。
锡合金熔点低，大多数锡合金的熔化温度在183～370℃之间，有的可低至138℃。
锡合金具有较高的导热性和较低的热膨胀系数，耐大气腐蚀；但强度不高，典型锡基轴承合金的抗拉强度为6～9公斤力/毫米2 (20℃)。
锡合金还有优良的减摩性能，且易与钢、铜合金、铝合金等材料焊合，是很好的减摩材料和焊料。
共晶金锡焊料焊接的处理和可靠性问题
共晶金锡焊料焊接的处理和可靠性问题摘要：因为传统铅锡焊料和无铅焊料强度不足、砍蠕变能力差以及其他的本身缺陷，共晶金锡焊料已经替代它们广泛用于高可靠和高功率电路中，包括使用在混合电路、MEM、光电开关、LEDs、激光二极管和无线电装置。
金锡焊料焊接中可以避免使用组焊剂，尤其可以减少污染和焊盘的腐蚀。
虽然使用金锡焊料有很多优点，但材料的性能和焊接工艺工程仍需研究。
前言：由于共晶金锡焊料具有优良的机械和热传导性能（特别是强度和抗蠕变性）以及不需组焊剂可以很好的再流的特性，共晶AuSn被广泛应用于高温和高可靠性的电路中。
与之对比其他无铅和传统的铅锡共晶焊料却有着大量的问题：焊接时需要的组焊剂造成了焊接焊盘的腐蚀，同时残杂也会危害EMES、光电电路和密封封装（组焊剂一般在密封电路中被禁止使用）。
在光学电路中焊料的过度蠕变或应力松弛的积累会导致阵列的退化。
低强度低热传导率（尽管这个问题被夸大了，事实上热传导率还需要考虑大焊接焊料的厚度）共晶金锡焊料已经得到了广泛应用：如MEMS光开关等微电子和光电子学中使用的倒装芯片；光纤附件; GaAs和InP激光二极管;密封包装;和射频器件等。
AuSn的焊接已证明可靠性可以达到30多年，是因为其焊接中再流过程可以产生重复、无空洞以及无缺陷的焊接。
本文回答了很多公司关于焊接设计、焊接材料组合以及再流焊技术发展等问题。
相图我们可以从金锡焊料的二元相图去认识很多共晶金锡焊料焊接的关键问题，如图1所示，焊料中富金时，液相线下降非常迅速，在常温下有大量的“线性”化合物。
当使用金锡焊料焊接镀金层时，焊接温度必须超过280摄氏度，因为只有达到这个焊接问题，镀层里的金元素才可以扩散或融入到焊料中。
这样可以产生两个优点：在这个温度下第二次再流不会损坏到焊料；更高的温度也可以产生更大的抗蠕变性。
然而，焊接后中间的焊料很难再次起到焊接作用，因为即使两个焊接界面可以分开，残留下焊接时形成的金属间化合物都会阻止再流。
金锡合金钎料
一、行业背景随着电-光之间相互转化器件的大规模推广，尤其是基于电致发光的大功率LED和高功率激光器，以及基于光通信原理的Intel光脑技术，都要求光电子封装材料和工艺进行变革。
两方面的特殊要求使得AuSn20成为光电子封装关注的焦点。
首先，针对大功率光电器件的高导热需要，AuSn20共晶的热导率是57w/m·K，热导率为焊料中最高。
其次，可靠性和微区加工的需要，AuSn20 共晶中金含量80wt%,共晶点为280℃，无疑它的可靠性极佳。
这些特性使得它在大功率LED，电劢汽车和激光器等微电子领域，以及光通信和光电器件的戓略领域中得到广泛应用。
提供专业技术咨询及工艺解决方案预成型铸造拉拨轧制法叠层冷轧复合法预合金化法铸造拉拨轧制法需要添加第三组元Pd或Pt，影响了金锡合金的纯度，焊接性能也会受到影响难以控制金和锡的反应量，未合金化的金和锡都会对焊料产生不良影响不用添加第三组元，成分均匀，焊接性能良好提供专业技术咨询及工艺解决方案提供专业技术咨询及工艺解决方案Au-Sn二元合金相图1、高强度焊料的焊接强度可以直接决定焊接质量。
高的焊接强度能达到高的可靠性，相反焊接强度不够，则可靠性比较差。
AuSn20作为共晶合金，有着共晶合金的普遍特征：细小均匀的晶格，从而有着很高的强度。
提供专业技术咨询及工艺解决方案2、良好的漫流性漫流性是一种焊料在熔化后的流动能力大小的表征，良好的漫流性必须有着较小的熔化范围以及在焊接温度时较小的黏度，只有这样，焊料在焊接时才能迅速完全熔化为液态，在焊盘表面铺展开来。
由于金锡合金焊料一般都是共晶成分，在280℃熔点附近很小的一个范围内完全熔化成流动性很好的液态，因而具有很小的粘滞性，能够很迅速的铺展开来，漫流性很好。
提供专业技术咨询及工艺解决方案3、抗热疲劳由于金锡合金焊料是共晶成分，组织细小，焊料强度较高，在接近熔点的时候依然保持有一定的强度，同时此种焊料抗裂纹扩展能力也很强，所以金锡共晶合金的抗蠕变性能和抗疲劳性能也很优良。
AuSn (金锡)合金数据表说明书
有关详情: 联系我们的工程师: ****************亚洲 +65 6268 8678 • 中国 +86 (0) 512 628 34900 • 欧洲 +44 (0) 1908 580400 • 美国 +1 315 853 4900所有铟泰公司的焊锡膏和焊片工厂均获得了 IATF 16949:2016 认证。
铟泰公司是 ISO 9001:2015 认证的公司。
本产品说明书仅供参考，并不对所描述的性能做任何担保。
具体质保信息请参见产品合同、发票或者发货单里的文字说明。
除特别说明，铟泰公司的产品和解决方案均市场有售。
©2021铟泰公司物理特性成份Au80/Sn20熔点280°C/536°F 密度14.51克/厘米3抗张强度40,000 psi 剪切强度40,000 psiCTE （热膨胀系数）16 ppm/°C （20°C ）导热性0.57w /cm°C （85°C ）杨氏模量8.57 x 106 psi所有信息仅供参考，不应被用作所订购产品性能和规格的说明。
AuSn （金锡）的形式铟泰公司的共晶AuSn 焊料有多种形式可选，包括：• 焊锡线• 焊锡带• 焊片• 焊锡膏精密焊锡线、焊锡带或者焊片的尺寸精确，可满足客户的严格要求。
焊锡膏有多种参数的产品来满足特定需求。
焊片还有AuGe 、AuSi 和纯金等可供选择。
表格编号：97800 (SC A4) R5技术支持铟泰公司拥有经验丰富的国际工程师可为我们的客户提供深度技术协助。
技术支持工程师深谙电子和半导体领域中材料科学应用的各个方面，能为焊料属性、合金兼容性和预成型焊片、焊锡线、焊带和焊锡膏的选择提供专家级建议。
铟泰公司的技术支持工程师竭诚为您服务，会第一时间回应所有技术咨询。
安全说明书如欲获取本产品的安全说明书，敬请访问：/sds 。
产品说明书共晶金锡（AuSn ）焊料。
金锡合金
Au80%Sn20%焊料1钎料温度适中钎焊温度仅比它的熔点高出20～30℃(即约300～3 10℃)。
在钎焊过程中，基于合金的共晶成分，很小的过热度就可以使合金熔化并浸润，另外，合金的凝固过程进行得也很快。
因此，金锡合金的使用能大大缩短整个钎焊过程周期。
金锡合金的钎焊温度范围适用于对稳定性要求很高的元器件组装。
同时，这些元器件也能够承受随后在相对低一些的温度下利用无铅焊料的组装。
这些焊料的组装温度大约在260℃。
2高强度在室温条件下，金锡合金的屈服强度很高。
即使在250～260℃的温度下，它的强度也能够胜任气密性的要求。
材料的强度可与一些高温钎焊材料相当，只是钎焊过程可以在相对低得多的温度下完成。
3无需助焊剂由于合金成份中金占了很大的比重(80％)，因此材料表面的氧化程度较低。
如果在钎焊过程中采用真空，或还原性气体（如氮气和氢气）的混合气气氛，就不必使用化学助焊剂。
4具有良好的浸润性金锡合金与镀金层成分接近，因而通过扩散对很薄镀层的浸溶程度很低，同时也没有像银那样的迁徙现象。
5低粘滞性液态的金锡合金具有很低的粘滞性，从而可以填充一些很大的空隙。
另外，Au80％Sn20％焊料还具有高耐腐蚀性、高抗蠕变性及良好的导热和导电性能。
Au80％Sn20％焊料的不足之处是它的价格较昂贵，较脆，延伸率很小，不易加工。
由于金锡合金的热力学性能决定了它许多的使用性能，因此了解合金的一些基本热力学性能是必要的。
金锡能够在80 wt％金和20wt％锡的成分比例下形成共晶合金，如图1-1所示。
金锡合金在280℃的共晶反应为L????。
在合金的此反应附近，主要包括?? (AuSn)相，ζ相和δ(AuSn)相。
在??相中，锡的重量百分比为10.7％，它具有六角结构，在190℃以下是稳定相。
ζ相由包晶反应β+L?ζ形成，在521℃，ζ相锡的重量百分比为5.7％；在280℃，此百分比为11.3％；而在190℃，此百分比为8.8％，ζ相具有镁型六角密排结构。
半导体封装工艺中金锡共晶焊料性质和制备方法研究
1 金锡共晶焊料性质 金锡共晶焊料属于无铅硬焊料，其组分为 ：Au80wt.％
SHI Chao
（Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｔｈｉｒｔｅｅｎｔｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ ０５００５１，Ｃｈｉｎａ）
Abstract ：Ｔｈｅ ｅｕｔｅｃｔｉｃ ｇｏｌｄ–ｔｉｎ ｓｏｌｄｅｒｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ （Ａｕ８０ｗｔ．％／Ｓｎ２０ｗｔ％） ｗｈｉｃｈ ｅｘｈｉｂｉｔｓ ｌｏｎｇ－ｔｅｒｍ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ， ｈｉｇｈ ｓｏｌｄｅｒｉｎｇ ｓｔｒｅｎｇｔｈ， ｌｏｗ ｅｒｏｓｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔｓ ａｎｄ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｓｔｅｐ－ｓｏｌｄｅｒｉｎｇ ａｐｐｌｉｃａｔｏｎｓ ｉｓ ｗｉｄｅｌｙ ｒｅｃｅｉｖｅｄ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｆｏｒ ｐａｃｋａｇｉｎｇ ｄｉｏｄｅ ｌａｓｅｒｓ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｎｇ ｓｔａｔｅ ｗｉｔｈ ｇｏｌｄ–ｔｉｎ ｐｈａｓｅ ｄｉａｇｒａｍ． Ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｅａｔｕｒｅｓ ａｎｄ ｕｓｉｎｇ ｆｉｅｌｄｓ ｏｆ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｖａｐｏｒｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｅ ｗｅｒｅ ｄｅｔａｉｌｅｄ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ． Ｉｔ ｉｓ ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｎｏｔｉｃｅａｂｌｅ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｆｏｒｍｉｎｇ ｇｏｌｄ–ｔｉｎ ｅｕｔｅｃｔｉｃ ｗａｓ ｍａｄｅ ｂｙ ｃｅｔｃ－１３ ｗｈｉｃｈ ｍａｙ ｆａｖｏｒａｂｌｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｐａｃｋａｇｉｎｇ． Keywords: Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｐａｃｋａｇｅ；ｇｏｌｄ–ｔｉｎ ｓｏｌｄｅｒｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ；ｖａｐｏｒｉｚａｔｉｏｎ；ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｅ
金锡焊料熔点
金锡焊料熔点
金锡焊料是一种常用的焊接材料，它由金和锡组成，具有良好的导电性和导热性。
熔点是指物质从固态转变为液态所需的温度，对于金锡焊料来说，其熔点取决于金和锡的比例。
通常情况下，金锡焊料的熔点在183℃到280℃之间。
如果含金量较高，则熔点较高；如果含锡量较高，则熔点较低。
例如，含有80%金和20%锡的金锡焊料的熔点约为280℃；而含有90%锡和10%金的金锡焊料则只需183℃就能熔化。
在实际应用中，选择合适的金锡焊料需要考虑到不同材料之间的匹配度、所需强度等因素。
一般来说，低熔点的金锡焊料适用于对基材影响小、需要快速加工或温度敏感的场合；而高熔点的则适用于需要更强连接强度或更高温环境下使用。
总之，了解不同比例下金锡焊料的熔点对于正确选择合适材料进行焊接至关重要。
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金锡焊料熔点
介绍
金锡焊料是一种常用的焊接材料，由金（Au）和锡（Sn）组成。
焊接是一种将材料通过加热使其熔化并连接在一起的过程。
而金锡焊料的熔点是指在何种温度下，金锡焊料开始熔化并变为液态。
金锡焊料熔点的重要性
金锡焊料熔点是进行焊接过程中必须要考虑的一个重要参数。
合适的熔点可以保证焊接材料与被焊接材料有良好的结合，从而保证焊接接头的质量。
如果熔点太低，焊接过程可能会引起过热和氧化等问题；而熔点太高则会导致焊接箱焦糊或未熔化。
因此，选择合适的金锡焊料熔点对于焊接过程至关重要。
影响金锡焊料熔点的因素
金锡焊料熔点受多种因素的影响，常见的有以下几个方面：
1.金锡比例：金锡焊料中金和锡的比例会直接影响其熔点。
通常来说，金银焊
料中金的比例越高，熔点越高，而锡的比例越高，熔点越低。
2.添加元素：金锡焊料中可能添加了一些其他元素，如铜（Cu）、镍（Ni）等。
这些添加元素的存在会改变金锡焊料的熔点。
3.纯度：焊料的纯度也会对熔点产生影响。
较高纯度的金锡焊料通常具有较高
的熔点。
4.加工方式：金锡焊料的加工方式，包括球磨和粉末冶金等，可以改变其熔点。
常见的金锡焊料熔点
以下是一些常见金锡焊料及其熔点的示例：
1.Sn63/Pb37：这是一种常见的金锡焊料，其熔点约为183℃。
2.Sn60/Pb40：这种金锡焊料熔点约为190℃，稍高于Sn63/Pb37。
3.Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5（SAC305）：这是一种无铅焊料，熔点约为217℃。
4.Sn95/Sb5：这是一种含锑的焊料，其熔点约为230℃。
金锡焊料熔点的应用范围
金锡焊料广泛应用于电子、电器、通讯、汽车等行业的焊接过程中。
不同的行业对金锡焊料的熔点要求有所不同，需要根据具体的应用环境和焊接要求选择合适的金锡焊料。
一般来说，较低的熔点适用于对焊接温度敏感的元器件，如一些电子元件。
而对于一些需要耐高温的焊接场合，可选择熔点较高的金锡焊料。
此外，无铅焊料在环境保护方面具有优势，逐渐取代含铅焊料成为一种趋势。
如何选择合适的金锡焊料熔点
选择合适的金锡焊料熔点需要根据具体的应用场景和焊接要求来决定。
下面是一些选择金锡焊料熔点的建议：
1.了解被焊接材料的要求。
不同的材料可能对焊接温度有不同的要求，需要根
据被焊接材料来选择金锡焊料熔点。
2.考虑焊接温度的影响。
焊接温度过高可能会对被焊接材料产生热影响区、热
裂纹等问题，需要注意合理选择金锡焊料熔点。
3.考虑焊接环境。
一些特殊的焊接环境，如高温环境、低温环境等，对金锡焊
料熔点有一定的要求，需要根据实际情况做出选择。
4.了解焊接材料的特点。
不同的金锡焊料具有不同的特点，如耐热性、耐腐蚀
性等，需要根据实际需要进行选择。
总结
金锡焊料熔点是进行焊接过程中必须要考虑的一个重要参数，选择合适的金锡焊料熔点对于焊接过程至关重要。
影响金锡焊料熔点的因素有金锡比例、添加元素、纯度和加工方式等。
不同的金锡焊料熔点适用于不同的应用场景和焊接要求，需要根据实际情况进行选择。
正确选择金锡焊料熔点可以保证焊接接头的质量，提高焊接效率和产品可靠性。