电子产品中的无铅焊料及其应用与发展

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无铅焊料研究报告综述

无铅焊料研究报告综述

无铅焊料研究报告综述无铅焊料是一种对环境友好且高效的焊接材料。

本文将综述无铅焊料的研究报告,涵盖其背景、特性、应用和发展趋势。

总体而言,无铅焊料是一种有希望替代传统铅基焊料的焊接技术。

1.背景无铅焊料的研发是为了减少对环境的污染。

传统的铅基焊料含有大量的铅,当焊接过程中铅被释放到环境中时,对人体健康和环境造成了潜在的危害。

为了保护人类和环境的健康,全球范围内开始研发无铅焊料。

2.特性无铅焊料具有一系列优点。

首先,无铅焊料在高温下的性能比传统铅基焊料更好,可以在更高的温度下进行焊接,提高了焊接的质量和可靠性。

其次,无铅焊料不会产生有毒的铅蒸汽,避免了对工人和环境的污染。

此外,无铅焊料还具有较低的成本和更长的寿命,使其变得更加可行和具有竞争力。

3.应用无铅焊料广泛应用于电子产品的制造过程中。

例如,它可以用于手机、电脑、电视和其他电子设备的电路板的焊接。

无铅焊料还可用于汽车制造、航空航天、医疗器械和其他领域的焊接。

4.发展趋势无铅焊料的研究和应用仍在不断发展。

研究人员正在寻找更好的无铅焊料配方,以提高其性能和可靠性。

此外,随着全球对环境保护要求的提高,无铅焊料将会得到更广泛的应用。

目前,一些国家已经颁布了禁止使用铅基焊料的法律和法规,促使了无铅焊料的市场需求。

总结起来,无铅焊料是一种有希望替代传统铅基焊料的焊接技术。

它具有环境友好、高效和广泛应用的特点。

随着全球对环境保护意识的提高,无铅焊料的研究和应用将会得到更大的关注和发展。

无铅钎焊技术的发展与应用案例分析

无铅钎焊技术的发展与应用案例分析

无铅钎焊技术的发展与应用案例分析近年来,无铅钎焊技术的发展引起了人们的广泛关注。

随着人们环保意识的增强以及国际环保法规的不断升级,无铅钎焊技术已成为电子制造业发展的趋势和必然选择。

本文将从无铅钎焊技术的历史发展、优点、应用案例等几个方面进行探讨。

一、无铅钎焊技术的历史发展无铅钎焊技术起源于1990年代初,在美国军方和电子行业中推广。

20世纪90年代初期,欧洲联盟已经开始着手禁用铅制品,1992年美国的著名电子公司Intel公司提出了无铅钎焊技术,随后日本、欧盟等地电子行业也积极响应。

由此可见,禁用铅制品和开展无铅钎焊技术推广已成为全球环保发展的一项必然趋势。

二、无铅钎焊技术的优点1. 健康环保:铅是一种有毒有害物质,长期接触容易引起多种疾病,尤其是对儿童和女性尤其危险。

无铅钎焊技术能够降低对工人和消费者的安全风险,同时减少对环境的污染,有利于生态环保。

2. 耐腐蚀:无铅钎焊后产生的连结被证明具有更强的耐腐蚀性能,能够更好地适应各种极端工作环境。

3. 可靠稳定:传统的铅钎焊技术易产生晶间腐蚀、热膨胀系数不匹配等问题,而无铅钎焊技术能够避免这些问题,提高了电子产品的性能和可靠性。

三、无铅钎焊技术的应用案例1. 汽车电子:汽车电子是当今汽车工业的重要组成部分,为了保障汽车电子的性能和可靠性,必须采用高质量的无铅钎焊技术。

例如近年来研发的高效率电磁兼容(EMC)无铅钎焊技术应用于汽车座椅控制器的制造,能够满足汽车行业对无铅钎焊技术的高要求。

2. 智能手机:智能手机作为一种高科技产品,其制造要求非常严格,无铅钎焊技术在智能手机制造中得到广泛应用。

例如富士康的一款iPhone 6后盖组件模组,采用了无铅钎焊技术,使得产品更加坚固,生产效率也更高。

3. 工业自动化:现代工业生产已经实现了自动化和数字化,工业产品对无铅钎焊技术的要求也越来越高。

例如光电探头产品采用无铅钎焊技术,能够提高产品的稳定性和可靠性,大幅增加产品的寿命。

无铅钎料的开发与应用技术研究

无铅钎料的开发与应用技术研究

无铅钎料的开发与应用技术研究一、引言随着环保意识的普及和环保法规的越来越严格,对于环境友好型制造业的需求越来越强烈。

无铅钎料作为一种环保型的焊接材料,在电子、机械、建筑等领域得到了广泛的应用。

本文主要介绍无铅钎料的开发与应用技术研究。

二、无铅钎料的研发历史与技术1. 无铅钎料的发展历史无铅钎料的发展源于对环境保护的要求。

早在上世纪80年代,就有一些发达国家开始规定生产电子元件使用的钎料必须去掉含铅成分。

随着限制的加强,无铅钎料的研发和应用逐渐成为了焊接材料领域的一个热点问题。

2. 无铅钎料的技术特点①低温熔点:无铅钎料的熔点比含铅钎料低30℃左右,这有利于减少焊接温度,从而减少对元器件和电路板的损害。

②流动性好:无铅钎料的流动性好,初次布料比例好控制,这既有利于提高生产成品率,又能减少材料损耗。

③可焊性良好:无铅钎料的可焊性与含铅钎料相当,同时无铅钎料的黏合强度和疲劳寿命也较高。

④低氧化率:无铅钎料的氧化率较低,有利于减少焊接温度,提高焊接质量以及延长焊接炉的使用寿命。

三、无铅钎料的种类与应用1. 无铅钎料的种类无铅钎料的种类比较多,根据其成分分为Sn-Ag-Cu系列、Sn-Cu系列等。

其中,Sn-Ag-Cu系列占据了无铅钎料市场的主流,Sn-Cu系列则由于成本较低,被广泛运用于广告物制造、舞台工程、灯光、家电等。

2. 无铅钎料的应用无铅钎料主要应用于电子、机械、建筑等领域。

其中,①电子领域:无铅钎料被广泛应用于电子产品的生产,如计算机、手机、平板电脑等。

②机械领域:无铅钎料的应用也较为广泛,如汽车、铁路、电力行业等。

③建筑领域:无铅钎料在铜制品、铜管、空调、水暖等产品中也被广泛使用。

例如,家用冷热水管道连接及安装。

四、无铅钎料的未来发展趋势无铅钎料的发展仍然是技术创新的中心。

未来,无铅钎料的发展趋势主要是从以下几个方面进行:1. 合金新材料的研发:目前,工业界正在研制Sn-Ag-Cu体系的镉类替代者,如 In/Sn Ag/Sn系列。

电子组装用无铅钎料的研究现状及发展趋势

电子组装用无铅钎料的研究现状及发展趋势

电子组装用无铅钎料的研究现状及发展趋势无铅钎料是一种用于电子组装的新型焊接材料,其主要成分是锡(Sn)、银(Ag)和铜(Cu),不含有害的铅(Pb)。

近年来,由于环境保护和健康安全的要求,无铅钎料得到了广泛应用和研究。

本文将介绍无铅钎料的研究现状和发展趋势。

目前,无铅钎料已经成为电子组装行业的标准材料。

与传统的含铅钎料相比,无铅钎料具有以下优点:无铅钎料不含有害的铅,可以减少对环境的污染,符合环保要求。

无铅钎料具有较低的熔点和较高的润湿性,可以在较低的温度下完成焊接,减少对于电子元件和印刷电路板的热应力,提高了焊接的质量和可靠性。

无铅钎料还能够减少侵蚀、白化和其他与锡-铅合金相关的缺陷。

无铅钎料的研究主要包括合金设计、工艺优化和性能测试等方面。

在合金设计方面,研究者通过调整Sn、Ag和Cu的含量,改变无铅钎料的特性,以满足不同的应用需求。

工艺优化主要是针对无铅钎料的焊接工艺进行研究,以提高焊接的质量和效率。

性能测试方面,主要通过焊接接头的剪切测试、拉伸测试和膨胀测试等方法,评估无铅钎料的焊接性能和可靠性。

未来,无铅钎料的发展趋势主要包括以下几个方面:研究者将会继续优化无铅钎料的合金设计,以提高其焊接性能和可靠性,使其更好地适应电子组装的需求。

随着电子产品的不断发展和更新,对于无铅钎料的要求也会不断提高,例如更高的熔点、更好的润湿性和更低的电阻等。

研究者将会致力于开发新型的无铅钎料,以满足这些新需求。

由于无铅钎料的研究还比较新颖和创新,因此还有许多待解决的问题和挑战,例如无铅钎料与其他材料的兼容性、无铅钎料的长期稳定性和环境影响等,这些问题将会成为未来研究的重点。

无铅钎料是电子组装领域的重要材料,其研究和应用具有广阔的前景。

通过进一步的研究和开发,无铅钎料将会更好地满足电子组装的需求,并推动电子产业的环保和可持续发展。

无铅焊料的开发应用动向

无铅焊料的开发应用动向

无铅焊料的开发应用动向近年来,环保意识的提高和环境法规的持续加强,推动了无铅焊料的开发和应用。

无铅焊料作为一种替代传统铅基焊料的新型焊料,已经在电子制造业得到了广泛应用。

本文将介绍无铅焊料的定义、发展历程及其在电子制造业中的应用动向。

一、无铅焊料的定义与发展历程无铅焊料是指不含铅或铅含量极低的一种焊接材料。

由于传统铅基焊料存在环境污染、对人体健康有害的问题,因此,发展无铅焊料成为了一个重要的研究方向。

随着环保意识的提高和相关环境法规的出台,国际上逐渐出现了一系列限制铅含量的环保法规,如欧盟的RoHS指令和中国的《电子信息产品污染控制管理办法》等。

这些法规的推动下,无铅焊料的研发和应用取得了快速发展。

二、无铅焊料在电子制造业中的应用动向1. 电子产品制造领域无铅焊料在电子产品制造领域的应用越来越广泛。

以电路板焊接为例,无铅焊料的应用可以减少环境污染和人体健康风险,同时提高焊接质量和可靠性。

许多电子制造企业已经将无铅焊料作为标准配方使用,并逐步淘汰传统的铅基焊料。

2. 高可靠性领域在一些对焊接质量要求极高的领域,如航空航天、国防军工等,无铅焊料的应用也越来越受到关注。

无铅焊料具有良好的耐用性、高温性能和电气特性,能够满足这些高可靠性领域的需求。

3. 焊接设备的发展随着无铅焊料的广泛应用,专门针对无铅焊料的焊接设备也得到了快速发展。

例如,无铅焊料需要较高的焊接温度,因此,烙铁、焊接炉等设备的设计和加热元件的选择都需要做出相应的调整。

4. 新型无铅焊料的研发除了传统的无铅焊料,还有一些新型无铅焊料正在研发中。

例如,基于锡合金的无铅焊料,通过添加其他元素,如铜、锑等,可以改善焊接性能和可靠性。

这些新型无铅焊料的研发将进一步推动无铅焊料的应用发展。

总结:无铅焊料作为一种环保、安全的焊接材料,在电子制造业中的应用正在不断扩大。

随着环境法规的落地和电子产品制造行业的需求增长,无铅焊料的开发与应用将持续推进。

同时,焊接设备的改进和新型无铅焊料的研发也将为无铅焊料的应用提供技术支持和创新动力。

无铅焊接在电子封装中的应用

无铅焊接在电子封装中的应用

无铅焊接在电子封装中的应用无铅焊接在电子封装中的应用无铅焊接是一种新型的电子封装技术,相比传统的铅焊接,它具有更多的优势和应用前景。

无铅焊接技术在电子封装中的应用已经逐渐成为主流,下面将介绍一些相关的应用情况。

首先,无铅焊接在电子封装中的应用非常广泛。

无铅焊接技术广泛应用于电子行业中的各种电子产品,如计算机、手机、电视等。

无铅焊接技术能够更好地保护环境和人体健康,降低了环境污染和对工人的健康危害,因此被越来越多的企业所采用。

其次,无铅焊接技术在电子封装中的应用能够提高产品的可靠性。

传统的铅焊接容易出现焊接点断裂、电气性能变差等问题,而无铅焊接技术能够有效解决这些问题,提高产品的可靠性和稳定性。

无铅焊接技术还能够减少焊接温度,降低焊接过程中对电子元器件的热损伤,从而提高产品的使用寿命。

此外,无铅焊接在电子封装中的应用还能够提高产品的性能。

无铅焊接技术能够减少焊接过程中的氧化反应,提高焊点的电气性能和导电性能。

无铅焊接技术还能够增加焊接剂的活性,提高焊接点的可靠性和稳定性。

因此,采用无铅焊接技术的产品在性能上更加优越。

最后,无铅焊接在电子封装中的应用还能够提高工作效率。

传统的铅焊接需要高温操作和较长的焊接时间,而无铅焊接技术可以在较低的温度下进行焊接,缩短了焊接时间,提高了工作效率。

无铅焊接技术还能够降低生产成本,提高生产效益。

综上所述,无铅焊接在电子封装中的应用具有广泛的前景和优势。

它不仅能够更好地保护环境和人体健康,提高产品的可靠性和性能,还能够提高工作效率和降低生产成本。

因此,无铅焊接技术将在电子封装领域中得到越来越广泛的应用和推广。

白蓉生细说无铅回焊

白蓉生细说无铅回焊

白蓉生细说无铅回焊无铅回焊技术是近年来电子制造业中的一个重要技术,它逐渐取代了传统的铅焊接技术,成为电子产品生产中的主流技术。

白蓉生细说无铅回焊,本文将从无铅回焊的定义、特点、优势、应用和未来发展等方面进行详细介绍。

一、无铅回焊的定义无铅回焊,也称为无铅回流焊,是指在电子产品制造过程中,使用无铅焊料将元器件与印刷电路板(PCB)之间进行焊接的一种技术。

传统的铅焊接技术中使用的焊料通常含有铅成分,而无铅回焊则使用不含铅成分的焊料进行焊接。

二、无铅回焊的特点1.环保性:无铅焊料不含对环境和人体有害的重金属铅,能够减少对环境的污染,保护工人的健康。

2.可靠性:无铅焊料在焊接过程中能够提供良好的焊接性能,焊点可靠性高,能够满足电子产品的使用要求。

3.适应性:无铅焊料与常见的电子元器件材料和印刷电路板材料兼容性好,可以在各种电子产品的制造中广泛应用。

三、无铅回焊的优势1.符合环保要求:无铅焊料不含铅成分,能够减少对环境的污染,满足现代环保要求。

2.提高产品质量:无铅焊料在焊接过程中能够提供稳定的焊接质量,焊点可靠性高,降低了因焊接不良导致的产品质量问题。

3.促进产业升级:无铅回焊技术的应用促进了整个电子制造业的升级,提高了企业的竞争力和产品附加值。

四、无铅回焊的应用无铅回焊广泛应用于电子工业中的各种产品制造,如移动通信设备、计算机、家用电器等。

特别是在一些对环境要求较高的领域,如航空航天、汽车电子等,无铅回焊技术更加重要。

五、无铅回焊的未来发展随着环保意识的增强和环境法规的加强,无铅回焊技术将会更加广泛应用,并得到不断的优化和改进。

未来,无铅焊料的使用将更加普及,同时也将出现更多性能更好的无铅焊料,以满足不同行业的需求。

总之,无铅回焊技术是电子制造行业中的一个重要技术,具有环保、可靠、适应性强等特点,具有广泛的应用前景。

随着环保意识的不断提高和技术的不断进步,无铅回焊技术将会得到更加广泛的应用和发展。

无铅焊接的发展及趋势

无铅焊接的发展及趋势

无铅焊接的发展及趋势绿色电子/无铅行业的迅速发展是全球电子行业的一大亮点,它不仅是一种技术变革,而且是观念、管理、制造、市场和规章制度的改革和创新。

然而,无铅焊料作为现代电子装配行业中最重要的材料料,一直受到人们的关注,特别是对无铅焊料的研究。

在无铅焊料快速发展的过程中,一直成本较低的焊接材料是锡铅合金,焊接后的可靠性和质量都能够满足我们对使用的严格要求。

由于陆续出现了各种的无铅焊料,人们对于无铅焊料合金的组织特性和性能有着十分严格的要求。

并且随着每个人的环境保护意识增强,“铅”对每个人的身体伤害和对自然环境方面的污染越来越严重,也越来越被国家所重视。

因为铅是一种有毒的重金属,对人体有害,对环境不利。

在2003年,我国出台了一系列无铅化生产法律。

本篇基于现阶段无铅焊接的发展现状背景,详细介绍了无铅焊料工艺的发展现状和未来发展趋势,阐述了无铅焊接的必然性和迫切性。

关键词:无铅焊接发展助焊剂一、研究背景铅焊焊接被定义为:将熔点较低的焊料(填充金属)和焊件接头一起加热,待焊料熔化后,渗透并填充焊件处的缝隙,从而达到连接(焊件未熔化)。

焊料根据熔化的温度不同分为一般焊料和软焊料,其中熔化温度不低于400度的焊料为一般硬焊料,熔化温度在400度以下的焊料为软焊料。

传统上,铅锡焊料的熔点一般为183度,铅锡焊料在日常中使用的温度通常是在225度到230度之间。

铅锡焊料的应用已经有着很深远的历史。

随着电子技术的有效发展,铅锡焊料在我们日常生活中起着重要的作用,使我们大幅度的增加了它的应用领域。

由于它在市场上价格便宜,性价比高,又有着较低的熔点,还很容易得到材料,因此,铅锡焊料已成为了低温焊料中最重要的焊料之一,铅锡焊料在食物容器、有色金属、金属元件、输水系统管道等气体/流体管道装置的焊接中发挥着重要的作用。

随着现代科学技术和工业的快速发展,人们环保意识得到了提升,其中铅锡合金带来的不利影响被一点一点的显露出来,并且引起了人们对环境保护的高度重视。

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- 5 -电子产品中的无铅焊料及其应用与发展苏佳佳1,2,文建国2(1.广东工程职业技术学院,广州 510520;2.广东工业大学,广州 510006)摘 要:由于传统焊接技术使用的Sn-Pb 焊料中的铅会对环境造成污染而被禁止使用,近年来无铅焊料成为了研究热点。

文中介绍了运用于电子产品中的无铅焊料的发展背景、特点及要求。

根据应用温度不同,无铅焊料可以分为低温、中温和高温无铅焊料。

文章综述了它们各自的应用特点、场合及存在的问题和发展前景。

关键词:无铅焊料;锡银合金;锡锌合金;锡铋合金中图分类号:TN305.94 文献标识码:A 文章编号:1681-1070(2007)08-0005-04Application Feature and Development of Lead-Free Solders Used in Electronical ProductSU Jia-jia 1,2, WEN Jian-guo 2(1. Guangdong Polytechnic College , Guangzhou 510520, China ;2. Guangdong University of technology , Guangzhou 510006, China )Abstract: Due to the destroyed to environment, the solders of Sn-Pb which have been used in traditional welding technology are forbidden. And the lead-free solders have been extensively research in these years. In this paper, the developing-background, feature and requirement of lead-free solders which used in electronic product were introduced. According to the application temperature, the solders have three types, which are low-temperature, mid-temperature and high-temperature. And their application features, fields and existing problems were presented respectively. The development of lead-free solders was also described.Key words: lead-free solder; S n-Ag; Sn-Zn; Sn-Bi收稿日期:2007-05-111 引言焊料从发明到使用,已有几千年的历史。

Sn-Pb 焊料以其优异的性能和低廉的成本,得到了广泛的使用。

但是,铅及其化合物属于有毒物质,长期使用会给人类生活环境和安全带来危害。

因此,限制铅使用的呼声越来越高,各个国家已积极通过立法来减少和禁止铅等有害元素的使用。

20世纪90年代初,美国国会提出了关于铅的使用限制法案(HR2479-Lead Based Paint Hazard Abatement Trust Fund Act ,S-1347-Lead Abate-ment Trust Fund Act ,S-729-lead Exposure ReductionAct ),并由NCMS (the National Center for Manufacturing Sciences )Lead Free Solder Project 等进行无铅焊料的研究开发活动。

目前,研究替代Sn-Pb 焊料的无铅焊料主要集中在Sn-Ag 、Sn-Bi 、Sn-Zn 几种合金焊料上[1]。

2 无铅焊料的特点理想的无铅焊料最好与原来的Sn-Pb 共晶焊料有相同或相近的性能,比如具备低熔点,能像纯金属那样在单一温度下熔融、凝固,具有与Sn-Pb 相同的熔融温度范围、良好的接合性能和浸润性等。

对于电子与封装第7卷第8期无铅焊料替代原来共晶有铅焊料的主要要求是:(1)成本适中;(2)电、力学性能良好;(3)浸润性良好;(4)无潜在的电解腐蚀或晶须生长;(5)可被加工成各种形状;(6)可采用现有的焊剂系统,不需要采用氮气保护就能促进有效浸润;(7)能够与市场上流行的波峰焊、SMT和手工组装等工艺兼容[2]。

表1列出了一些不同熔点的候补合金系列。

表1 熔点靠近183℃的候补合金系列目前研究与开发的无铅焊料主要有Sn-Ag、Sn-Zn、Sn-Bi三个合金体系,Sn-Ag系焊料,具有优良的力学性能,其拉伸强度、蠕变特性及耐热老化性都比Sn-Pb共晶焊料优越,延展性比Sn-Pb共晶焊料稍差,但不存在延展性随时间延长而劣化的问题。

Sn-A g系焊料熔点偏高,通常比Sn-Pb共晶焊料要高30℃~40℃,浸润性差,而且成本高。

熔点和成本是Sn-Ag系焊料存在的主要问题[3,4]。

Sn-Zn系焊料,力学性能好,拉伸强度比Sn-Pb共晶焊料好,与Sn-Pb焊料一样,可以拉制成线材使用;具有良好的蠕变特性,至断裂的时间长。

该体系合金最大的缺点是Zn极易氧化,浸润性和稳定性差,且具有一定的腐蚀性[5,6]。

Sn-Bi系焊料实际上是以Sn-Ag(Cu)系合金为基体,添加适量的Bi组成的焊料合金,合金的最大优点是降低了熔点,使其与Sn-Pb共晶焊料相近;蠕变特性好,并增大了合金的拉伸强度,但延展性变坏,变得硬而脆,加工性差,不能加工成线材使用[7]。

3 无铅焊料的分类及性能根据合金应用温度高低可将无铅焊料大致分为高温无铅焊料、中温无铅焊料和低温无铅焊料。

3.1 低温无铅焊料低温无铅焊料主要应用于焊接表面承受温度较低的场合。

低温焊接是指焊接温度介于50℃~183℃之间,到目前为止,构成低温无铅焊料的合金体系主要是由Sn、Bi和In中两种或三种元素形成共晶合金[8]。

表2列出了由此三种金属构成的低温合金焊料的熔点及基本特性。

表2 低温焊料的固相/液相线及基本特性低温无铅焊料的主要特点是能在183℃以下进行焊接,对元件适应性强,具有良好的耐热循环疲劳性,节约能源。

资料显示,Sn-Bi在较宽的温度范围内与Sn-Pb 有相同的弹性模量,其延伸性也较低。

在Sn-Bi中添加1wt%的Ag可提高其耐疲劳性。

在蠕变特性比较中,Sn-Bi比Sn-Pb的蠕变速度小,但拉伸强度比Sn-Pb高出近1/3,浸润性大致相同,热膨胀系数同其他无铅焊料相比较低[8,9]。

3.2 中温无铅焊料Sn-Zn系中温无铅焊料在日本使用很广泛,是无铅焊料中唯一与锡铅系焊料的共晶熔点相接近的,其熔点大致在198℃,与Sn-Pb的工艺设备兼容[10];可以用在耐热性不好的元器件焊接上,并且成本较低。

固相线和液相线之间的温度区间较窄,连接强度高[11]。

但是在大气中使用表面会形成很厚的锌氧化膜,用于波峰焊生产时会出现大量的浮渣,因此必须要在氮气下使用或添加能溶解锌氧化膜的强活性焊剂,才能确保焊接质量,同时存在浸润性差的缺点。

现有许多研究采取微合金化的方法,如加入P、Ga、Ge、RE(La、Ce)等元素提高其浸润性能[6]。

制成锡膏时由于锌的反应活性较强,故需采取相应措施以保证锡膏的存放稳定性和增加其浸润性 [12]。

日本厂家通过改良焊剂,可以在大气中钎焊,实装效果不亚于Sn-Pb焊料。

但Sn-Zn系焊料与其他Bi焊料一样,存在与Sn-P b电镀层的兼容问题。

目前,添加3%Bi的Sn-Zn合金已经达到实用化,但二次返修时,仍存在脱焊现象[13]。

表3为各种类型中温焊料的熔点及基本特性。

- 6 -- 7 -第7卷第8期3.3 高温无铅焊料对于Sn-Ag-x (无Bi )型焊料,广泛应用于波峰焊及热浸焊工艺中。

主要适用于汽车工业产品,Sn-Ag-x (无Bi )型焊料回流焊及波峰焊时熔点为235℃~245℃,使用温度为-55℃~150℃,其中,Sn-Ag-Cu 系焊料将可能是锡铅焊料的最佳替代品,它有着良好的物理特性。

Sn-Ag-Cu 系列的合金主要用于回流焊接。

对于目前已经开始应用的无铅焊料Sn-3.5Ag-0.75Cu ,适用于回流焊、波峰焊和手工焊。

回流焊常选用Sn-2Ag-3Bi-0.7Cu表3 中温焊料的固相/液相线及基本特性合金。

采用无铅焊料液相线(216℃~220℃)加上50℃的270℃对其延展性和焊料球进行测试时,与Sn-37Pb 相比, Sn-2Ag-3Bi-0.7Cu 比Sn-3.5Ag-0.75Cu 的延展性更为良好。

同时,Sn-3.5Ag-0.75Cu 和Sn-2Ag-3Bi-0.7Cu 在焊球测试、铜板腐蚀试验、铜镜腐蚀试验、焊剂可靠性等试验中状态良好,而在工艺评价如印刷性、塌边性、触变性等与Sn-37Pb 性能基本相同[14,15]。

表4为各种类型高温焊料的熔点及基本特性。

美国国家标准技术学会(NIST )通过热力学进行相图计算得出,Sn-Ag-Cu 三元合金的共晶点成分范围为Sn-(3.5~4.0)Ag-(0.5~0.9)Cu ,该三元合金在较大成分范围的熔点温度都接近共晶温度,有利于合金焊料的制造和生产过程的控制[7]。

具有与Sn-Pb 类焊料同等的接合可靠性,但个别有浸润不良等缺点。

表4 高温焊料的固相/液相线及基本特性4 无铅焊料的发展与展望经过各种实验和研究,因为锡(Sn )货源储备充足、无毒害、容易检修和具有良好的物理性能而被认定为最理想的基础金属,其熔点为232℃,与其他金属形成合金熔点不会很高。

目前经过大量的比较后苏佳佳,文建国:电子产品中的无铅焊料及其应用与发展- 8 -电子与封装第7卷第8期筛选出几种好的添加元素,分别是:铜(Cu)、银(A g)、铟(I n)、锌(Z n)、铋(B i)、锑(Sb)。

选择这些金属元素可在和锡组成合金时降低焊料的熔点,使其得到理想的物理特性。

但是到目前为止,还没有研究出满意的替代Sn-Pb体系焊料的无铅焊料,现有的无铅焊料都存在有这样或那样的问题。

比如Sn-Zn焊料由于表面张力较大和表面容易形成氧化层而阻碍焊料在基材(铜或镍)上的浸润能力,导致可焊性降低。

可通过合金手段解决其浸润性问题,同时采用微合金化方式克服添加元素带来的熔程扩大及力学性能降低等不良影响。

由于Zn在大气中容易形成多孔的ZnO,在潮湿大气中和含有卤化物的环境中易进一步生成易于溶解的腐蚀产物,对内部基体起不到保护作用。

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