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無鉛焊料的發展趨勢

日期: 2021-03-15 點擊: 1445

一、使用低銀Ag含量的錫銀銅SAC焊料

盡管還沒有找到一種合金,其性能可以完全取代Sn-Pb焊料,但人們在使用SAC焊料的過程中,一方面提高元器件和PCB耐熱性以適應焊料熔點高的缺陷;另一方面根據無鉛焊料綜合性能差的原因在于Ag3Sn的存在,因此主張使用低Ag焊料,Ag含量由早期的4.0%(SnAg4.0Cu0.5)降低到3.0%(Sn96.5Ag3.0Cu0.5),再到1.0%(Sn98.5Ag1.0Cu0.5)和0.3%(Sn99Ag0.3Cu0.7),低Ag甚至無Ag焊料將是今后發展的方向。


二、使用添加微量元素的SAC焊料

在主張使用低Ag焊料的同時,人們又在添加微量元素對無鉛焊料進行改進。例如:添加鎳Ni可促進SnAgCu無鉛焊料液相溫度趨于固相溫度,以利于增加無鉛焊料的流動性。研究表明,在250℃溫度下,增加Ni元素后,SnAgCu其表明張力有所降低,在Cu基板上的鋪展面積與Sn的鋪展面積接近。又比如:添加微量鈷Co改進后的SnAgCu焊料熔化后表面的殘渣減少,并且潤濕性、焊接強度明顯提高。

 

表1   無鉛焊料添加稀土元素A性能表   

焊料

拉伸強度/MPa

延伸率/%

溫度℃

擴展率


L

S





Sn96.5Ag3.0Cu0.5

47.5

25.2

217

221

77.1

Sn99Ag0.3Cu0.7+A

48.0

35.0

217

226

77.4

 

三、無鉛低溫焊料

錫銀銅SAC焊料熔點相對較高,使用中消耗大量電能,為減少電能消耗和CO2排放量以及某些板材和元器件不能耐高溫的問題,低溫焊料應運而生。常見的性價比比較高的無鉛低溫焊料為Sn-Bi、Sn-Bi-Ag,但是,這兩種系列焊料焊接強度不夠高。為尋求無鉛低溫、性價比高,并且焊接強度高的焊料合金和錫膏,翰華公司做了大量的工作和驗證,在合金中添加微量元素,并搭配自主研發的高性能助焊膏,配成錫膏,在應用中取得良好效果。


表2   無鉛低溫焊料力學性能對比

合金

最大潤濕力mN

屈服強度/MPa

延伸率%

鋪展面積/mm2

Sn42Bi58

0.19

37.5

50

60.5

Sn64Bi35Ag1

0.35

74

24.5

70

Sn-Bi-X

0.49

61-62

53-60

73.25


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