新型無鉛焊料的制備及無鉛-有鉛混焊可靠性研究.pdf

1、出于保護(hù)環(huán)境和保護(hù)人類自身健康的要求，電子產(chǎn)品的無鉛化已經(jīng)是一個不可逆轉(zhuǎn)的大趨勢。Sn-Ag-Bi焊料合金具有較低的熔點(diǎn)，較高的潤濕性和力學(xué)性能，已成為最有潛力的無鉛焊料合金之一。然而，Sn-Ag-Bi焊料易形成粗大的組織，并且與基底金屬反應(yīng)過于激烈，導(dǎo)致焊接性能劣化。如何細(xì)化Sn-Ag-Bi焊料組織結(jié)構(gòu)，降低焊料與基底金屬反應(yīng)速度就成為Sn-Ag-Bi焊料大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵。 本論文通過向Sn-Ag-Bi中加入不同含量Cr，首次

2、獲得了一種新型無鉛焊料合金：Sn-Ag-Bi-xCr無鉛焊料。與Sn-Ag-Bi焊料相比，該合金在不影響焊料熔點(diǎn)的條件下，可使焊料的抗氧化性和潤濕性得到一定提高，并使熔點(diǎn)范圍變窄，從而提高焊接的工藝性能，此外，添加Cr還可以細(xì)化焊料組織，大幅度降低Sn-Ag-Bi-xCr/Cu界面金屬間化合物生長速度，從而提高焊接可靠性。 電子產(chǎn)品的無鉛化主要是指電路板、焊料和器件引腳的“三無鉛”。雖然國內(nèi)大部分電子產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了無鉛生產(chǎn)，但是

3、在軍事、航空航天、汽車等需要的高可靠性電子產(chǎn)品的行業(yè)，目前還不能完全實(shí)現(xiàn)“三無鉛”，因此，如何解決無鉛/有鉛混焊可靠性問題具有重要的應(yīng)用價值。 本論文在對目前器件引腳成分進(jìn)行深入調(diào)研的基礎(chǔ)上，對純Sn引腳焊層和Sn37Pb焊料的無鉛/有鉛混焊及可靠性進(jìn)行了研究。研究發(fā)現(xiàn)：無論小尺寸還是大尺寸樣品，手工焊接還是回流焊接，當(dāng)焊層為純Sn時，由于焊接時在引腳與有鉛焊料之間總會存在一個無鉛或低鉛區(qū)域，從而導(dǎo)致該區(qū)域熔點(diǎn)將會升高，鋪展能力