低温无铅焊料.docxVIP

198 Electronics Process Technology 2014年7月 第35卷第4期 ·微组装·SMT·PCB·  低温无铅焊料 刘平1,2，龙郑易2，顾小龙1,2，冯吉才3，宋晓国3 （1.浙江省钎焊材料与技术重点实验室，浙江省冶金研究院，浙江 杭州 310011； 2.浙江亚通焊材有限公司，浙江 杭州 310030； 3.山东省特种焊接技术重点实验室，山东 威海 264209） 摘 要：随着无铅焊料的发展，低温组装技术越来越多的需求对低温无铅焊料提出了诸多挑战。对国内外 低温无铅焊料的发展情况进行了综述，详细介绍了四种不同的低温无铅焊料的研究现状，以及不同的领域应用 的优缺点和解决方案，分析了未来实现低温安装的途径与开发方向。 关键词：低温无铅焊料；Sn-Bi；Sn-In；Sn-Zn；导电胶 中国分类号：TN604 文献标识码：Ａ 文章编号：1001-3474（2014）04-0198-03 Low Temperature Lead-free Solders LIU Ping1,2, LONG Zheng-yi2, GU Xiao-long1,2, FENG Ji-cai3, SONG Xiao-guo3 ( 1. Zhejiang Metallurgical Research Institute, Hangzhou 310010, China; Zhejiang Asia-general Soldering Brazing Co. Ltd., Hangzhou 310030, China; Shangdong Provincial Key Lab of Special Welding Technology, Weihai 264209, China ) Abstract: With the development of lead free solder, the demand for low temperature mounted technology brings some challenges to low melting point lead free solder. Review the present research and development of low temperature lead free solder, introduce several main lead free solders and their application in different field in detail, analyze the approach of carring out low temperature mounting. Key Words: Low temperature lead free solder; Sn-Bi; Sn-In; Sn-Zn; Conductive adhesive Document Code: A Article ID: 1001-3474,2014,04-0198-03 电子产业界实施无铅焊料已是大势所趋，学 界和业界已经认可以Sn-Ag-Cu为代表的无铅合金 在焊接品质和长期可靠性方面的表现。然而，在 高密度信息设备与便携式设备中，基板多层化或器 件内藏化需要低温安装技术；此外，对于不耐热的 元器件、防雷设备、温度敏感器件设备、LED照明 行业、低温作业等环境的焊接时，均需采用低温焊 接，而不能使用Sn-Ag-Cu系高熔点焊料，因此低温 无铅焊料应运而生。低温无铅焊料须与过去Sn-Pb 共晶焊料的熔点在同等程度或更低，即回流焊温 度为220～230 ℃。目前，可供选择的低温焊接的 无铅合金主要有Sn-Bi系、Sn-Zn系、Sn-In系等。 Sn-Bi系焊料 Sn-Bi系焊料的共晶熔点非常低，仅为139 ℃， 低于传统Sn-37Pb焊料合金（183 ℃），低熔点使其 在分级封装的外层和靠近对温度敏感的内层具有非 常大的优势，而且表面组装后在100 ℃的温度循环试 验中也表现出优异的特性。其不仅可以降低焊接材 料间热膨胀系数不同引起的损害，还可以应用在不 具有高温性能的电子元件和电路板中，同时通过降 低工艺温度，达到节约能源、降低成本、减少CO2排 放的目的。尽管Bi呈硬脆性而延展性较差，但是在受 冲击力小和变形速度慢的领域，应用较广泛，其中 Sn-58Bi应用于主板封装已经超过20年[1]。值得注意 的是Sn-Bi系焊料与Sn-Pb焊料或镀层不能混用，两 作者简介：刘平（1976- ），男，博士，高级工程师，主要从事钎焊材料与技术的研究开发工作。 基金项目：浙江省科技计划项目（项目编号：2012F10025；2013F50023）；山东省特种焊