新型的化学镀锡在无铅焊接之运用
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电子产品用半光亮无铅化学镀锡新技术化学镀锡工艺可得到半光亮的锡镀层,镀层厚度可控在5-30微米,具有较好的可焊性、导电性及防变色性能,广泛用于汽车工业和电子工业中,如提高集成块管脚与印刷电路板的焊接性能,增强传呼机电池阳极棒的导电性能等。
化学镀锡液在高温下为透明、略带黄色的液体。
室温下溶液中有白色絮状结晶物质产生,温度超过60℃后结晶物质逐渐溶解至澄清,溶液可重复使用。
以施镀30min计算,1L溶液可镀覆20~25dm2的工件,然后在原有溶液的基础上再补加新液后可继续使用,无需外排。
新工艺不含有害的金属离子,获得的锡镀层中含有少量的铜(1~3wt%),能有效防止纯锡镀层由于无铅时晶须的生成。
镀层的导电性能、钎焊性能、防变色性能优异,镀液消耗完全以后,只需对其进行简单的中和处理后便可达到排放标准。
新工艺具有操作方便,使用周期长、设备投资小,生产效率高、均镀能力强等优点,在深孔件、盲孔件、小型的电子元器件及PCB印刷板线路等产品中应用前景广泛,是一种极佳的电子产品用绿色环保型的新工艺,也是一种取代Pb-Sn合金镀层的理想的材料,完全符合中国应对全球无铅化发展的大趋势。
本产品已在上海、珠海、深圳、杭州等地区应用,效果较好。
新产品操作条件操作条件温度pH值装载量沉积速度适用基材镀层色泽1 60~80℃ 1.30.5 dm2/L 10~12μm/h 铜及铜合金银白色技术指标技术指标可焊性要求导电性防变色性能1 >5~7μm优异>5~7μm优异>15μm良好电镀锌-铝合金和锌-铈合金新工艺传统的锌铝合金镀层多是采用热浸镀、复合镀等工艺获得,该方法存在工艺条件苛刻、设备投资大、生产成本高等缺点。
因此,开发在水溶液中电沉积锌-铝合金和锌-铈合金镀层,改善锌基合金镀层的性能,扩大锌基合金镀层的应用范围,是今后发展的重要方向之一。
在国内外研究的碱性电镀锌-钴、锌-铁、锌-镍合金的基础上,对主盐成分和络合剂、添加剂进行改进,在锌酸盐体系镀锌的基础上加入铝盐和铈盐进行电沉积,开发出新的锌-铝、锌-铈合金电沉积新工艺。
锡铜合金电镀新技术众所周知,锡铅(Sn-Pb)合金焊料能优异,在电子元器件的组装领域得广泛应用。
但是,非常遗憾的是Sn-Pb中的铅对于环境和人体健康有害,限制使用含铅电子材料的活动已正式启动。
在欧洲欧洲委员会已提出电子机器弃物条令案的第3次草案明文规定,在2004年的废弃物中严禁有铅Pb、镉Cd、汞Hg和6价铬Cr等有害物质。
在亚洲的日本于1998年已制定出家电产品回收法案,从2001年开始生产厂家对已使用过的废弃家电产品履行回收义务。
根据这一法案,日本各个家电·信息机器厂家开始励行削减铅使用量的活动。
在这样的背景下,强烈要求开发无铅焊接技术和相应的锡铜Sn-Cu合金电镀技术。
无铅焊料电镀技术要求关于无铅焊料电镀层和电解液,除了不允许使用含铅物质之外比较难于实现的是要求与以往一直使用的Sn-Pb电镀层有同样的宝贵特性。
具体要求的性能,如下所述:(1)环境安全性——不允许有像铅Pb等有害人体健康和污染环境的物质;(2)析出稳定性——获得均匀的外表面和均匀的合金比例;(3) 焊料润湿性——当进行耐热试验和高温、高湿试验后,焊料的润湿性仅允许有很小程度的劣化;(4)抑制金属须晶产生;(5)焊接强度粘着性——同焊料材料之间接合可靠性;(6)柔韧性——不发生断裂;(7)不污染流焊槽;(8)低成本;(9)良好的可作业性——主要是指电解容易管理;(10)长期可靠性——即使是长期使用电解液,也能保证电镀层稳定;(11)排水处理——不加特殊的螯合剂(Chelate),可利用中和凝聚沉淀处理方法清除重金属。
在选择无铅焊料电镀技术时,应当综合分析权衡上述诸多因素,选Sn-Pb电镀性能的无铅焊料电镀技术,选择Sn-Cu (合金焊料)电解液的原因作为无铅焊料电镀技术,现已研究很多种,诸如,试图以Sn-Zn、Sn-Bi、Sb-Ag和Sn-Cu电镀取代一直使用的Sn-Pb电镀。
然而,这些无铅电镀技术也是各有短、长,并非十全十美。
新型无铅钎料的研发与应用近年来,无铅钎料在电子制造业中得到了广泛的应用。
它的环保性、可靠性以及回流焊接的良好性能,使得其成为电子制造业的重要材料,同时也备受电子消费品制造厂家的青睐。
而新型无铅钎料的研发与应用,则是当前电子制造业中的一个重要趋势。
一、无铅钎料的介绍无铅钎料是一种特殊的焊接材料,由于它没有铅元素,它的环境友好、健康无害以及低温耐热等特点,使得它被广泛应用于电子行业的焊接生产中。
无铅钎料通常是以钴、锡、银等元素为主要组成成分,其中的钴元素可以有效提高硬度和强度,而锡和银则可以保证焊接的流动性和可靠性,因此可以取代传统的铅钎料。
同时,无铅钎料的焊接温度比铅钎料低,可以减轻对焊接物的热浸泡和膨胀变形,从而更好地保护电子器件。
二、新型无铅钎料的研发新型无铅钎料的研发,是当前电子制造业的一个重要趋势。
由于电子制造业的发展,要求无铅钎料具有更好的性能和更高的可靠性,因此传统的无铅钎料已经不能满足需求。
新型无铅钎料的研发,涉及到材料科学、化学、物理等多个领域,需要综合运用多学科知识和技术。
新型无铅钎料的研发方向主要有以下几个:1. 研发新型合金无铅钎料,以提高其硬度、强度和耐热性能,满足现代电子产品对高速、高精度、高效率的要求。
2. 研发针对特殊材料的无铅钎料,例如对于新型特种材料有针对性的无铅钎料,以提高其焊接可靠性和耐用性。
3. 研发针对特殊工艺的无铅钎料,例如为高密集电子器件制定特殊工艺的无铅钎料,以实现更稳定的焊接结果。
例如将黑色SMT贴片转印工艺(ITO)改为工作周期这样可以有效地提高贴片SMT转印的精度和效率。
三、新型无铅钎料的应用无铅钎料的应用范围越来越广泛,涉及到电子、装备、汽车、通讯、民用电器等多个领域。
新型无铅钎料的应用主要有以下几个方向:1. 电子行业领域:包括无铅钎料的大规模应用,以及针对特定工艺的无铅钎料的应用,例如智能手机、平板电脑、笔记本等电子产品。
2. 汽车行业领域:汽车制造业对于无铅钎料的需求越来越大,新型无铅钎料的应用可以提高汽车电子产品的质量和可靠性。
南昌大学科技成果——一种锡锌无铅钎料合金及其
制备工艺
研究背景
本发明属有色金属材料,涉及的是一种电子器件用的锡锌无铅钎料合金及其制备工艺。
随着电子产品生产和应用规模的扩大,更新换代的加速及环保意识的增强,大量废弃电子产品中铅对环境及人体潜在危害引起国际社会高度关注,开发无铅钎料以取代现行锡铅钎料势在必行。
技术原理
通过添加适当微量组元这样的简便方法改善锡-锌合金对铜的润湿性,使之达到可工业应用水平,从而提供一种新型配方的锡-锌基无铅钎料合金及其制备工艺。
该项目中锌含量为合金总重量的4-11%;磷含量为合金总重量的0.001-1%,剩余的为锡。
本制备工艺在电阻炉中熔陪锡锌基母材,表面以石墨保护,在真空感应炉中熔炼制备合金。
技术特点
在合金中添加磷、稀土,添加剂的成本较为低廉,制备工艺简单,有很好的发展潜力。
具有较好的性价比和实用性。
知识产权情况
发明专利1项,ZL03128396.9。
合作方式
技术转让。
焊接时为什么使用无铅锡丝,使用无铅锡丝有什么好处呢?
2、铅是一种重金属,对人体有毒害作用,并且对环境会形成污染。
(1)对环境的污染:许多化学品在环境中滞留一段时间后可能降解为无害的最终化合物,但是铅无法再降解,一旦排入环境很长时间仍然保持其毒性。
由于铅在环境中的长期持久性,又对许多生命组织有较强的潜在性毒性,所以铅一直被列入强污染物范围。
(2)对人体的毒害:胃疼,头痛,颤抖,神经性烦躁突触数量降低,在最严重的情况下,可能人事不省,直至死亡。
在很低的浓度下,铅的慢性长期健康效应表现为:影响大脑和神经系统。
科学家发现:城市儿童血样即使铅的浓度保持可接受水平,仍然明显影响到儿童智力发育和表现行为异常。
我们只有降低饮用水中铅水平才能保证人们对铅的摄取总量降低。
无铅汽油的推广应用为降低环境中的铅污染立了大功,特别是降低了大气中的颗粒物中的铅。
铅还能影响酶和细胞代谢。
3、使用无铅锡丝的优缺点:
(1)首先对环境和人身健康有好处;
(2)从焊接工艺上来讲,有铅的焊锡丝比无铅的焊锡丝好用,含铅的锡丝软些,所以现在还有在用的,但是不环保;无铅焊锡丝的熔点比有铅的熔点高几十度,相对来说如果手焊的话,会用感觉不如有铅的好焊,两者差大概20-30度。
(3)能够与国际接轨,加大出口。
无铅焊锡用于无铅的、出口欧美等国家的产品焊接,所用的工具和元器件一定是无铅的.。
无铅锡膏无铅锡膏的介绍与应用导言:无铅锡膏是一种新型的焊接材料,与传统的铅锡膏相比,无铅锡膏具有环保、安全、可靠等优势。
本文将介绍无铅锡膏的成分、特性、应用领域以及使用注意事项,以帮助读者更好地了解并正确使用无铅锡膏。
一、无铅锡膏的成分无铅锡膏的主要成分包括锡(Sn)、银(Ag)、铜(Cu)、锑(Sb)等金属元素。
相较于传统的铅锡膏,无铅锡膏不含有害的铅(Pb)元素,符合环保要求。
二、无铅锡膏的特性1. 环保:无铅锡膏不含有毒的铅元素,对环境友好,符合国际和国内的环保法规。
2. 低温焊接:无铅锡膏可在相对较低的温度下完成焊接工艺,减少了对焊接设备和电子器件的热冲击,提高了焊接品质。
3. 优异的电性能:无铅锡膏的电阻率低,导电性能优良,有利于电子器件的性能表现。
4. 良好的可靠性:无铅锡膏具有良好的机械强度和抗震动性能,能够满足复杂环境下的使用要求。
5. 锡膏粘度适中:无铅锡膏的粘度适中,易于涂布和排除气泡,有利于提高焊接的一致性和质量。
三、无铅锡膏的应用领域无铅锡膏广泛应用于电子行业,特别是在电子器件的表面焊装中得到了广泛的应用。
以下是常见的无铅锡膏的应用领域:1. 电子制造业:无铅锡膏在印刷电路板(PCB)的焊接过程中应用广泛,用于焊接电子元件和 PCB 之间的相互连接,确保电子设备的正常工作。
2. LED 灯制造:无铅锡膏用于 LED 灯芯片和基板(Substrate)的焊接,确保光线传导和电能传导的稳定性和可靠性。
3. 汽车电子:无铅锡膏用于汽车电子模块的组装和焊接,确保各种汽车电子设备的正常工作。
4. 通讯设备:无铅锡膏被广泛应用于手机、电脑和其他通讯设备的焊接过程中,确保设备的稳定性和可靠性。
5. 医疗电子:无铅锡膏用于各种医疗设备的组装和焊接,确保设备的安全性和稳定性。
四、使用无铅锡膏的注意事项1. 温度控制:无铅锡膏的焊接温度一般较低,需要严格控制焊接温度,避免过高的温度造成元件和电路板的损坏。
【1】有机保焊膜(OSP):OSP是Organic Solderability Preservatives的简称,中译为有机保焊膜,又称护铜剂,英文亦称之Preflux。
膜厚:0.2-0.5um【2】无铅喷锡(Lead Free HASL):【3】化学镍金(ENIG):Chemistry Nickel Gold,又称沉镍金。
是通过化学反应在铜的表面先镀上一层镍和磷的化合物,然后再通过置换反应在镍的表面镀上一层黄金。
【4】化学沉银(immersion silver):【5】化学沉锡(immersion tin)【6】电镀金(Electrolytic gold)化学镀锡工艺是为有利于SMT与芯片封装而特别设计的在铜面上以化学方式沉积锡金属镀层,是取代Pb-Sn合金镀层制程的一种绿色环保新工艺,已广泛使用与电子产品(如线路板、电子器件)与五金件、装饰品等表面处理。
本产品为甲基磺酸体系,其工艺操作简单、化学镀锡液稳定,药水消耗量小、使用寿命长、生产成本低,加工后表面易清洗、无难闻气味,沉积的镀层结晶细致、外观银白、表面平整、可焊性高且性能优异稳定。
其工作机理是通过改变铜离子的化学电位使镀液中的亚锡离子发生化学置换反应,其实质是电化学反应。
被还原的锡金属沉积在铜基材的表面上形成锡镀层,且其浸锡镀层上吸附的金属络合物对锡离子还原为金属锡起催化作用,以使锡离子继续还原成锡,确保化学沉锡镀层之厚度为0.5~1.5μmOSP是印刷电路板(PCB)铜箔表面处理的符合RoHS指令要求的一种工艺。
OSP是Organic Solderability Preservatives的简称,中译为有机保焊膜,又称护铜剂,英文亦称之Preflux。
简单地说,OSP就是在洁净的裸铜表面上,以化学的方法长出一层有机皮膜。
这层膜具有防氧化,耐热冲击,耐湿性,用以保护铜表面于常态环境中不再继续生锈(氧化或硫化等);但在后续的焊接高温中,此种保护膜又必须很容易被助焊剂所迅速清除,如此方可使露出的干净铜表面得以在极短的时间内与熔融焊锡立即结合成为牢固的焊点。
“无铅化”多层板间的结合力如何提高和改善的有益探索和建议黄国有;黄长根【摘要】用核磁共振分析法对电子玻纤布化学后处理用硅烷(含和不合氟碳表面活性剂)水溶液,其化学组成随pH值变化规律中推理描绘出低浓度下硅烷水溶液,其化学组成随PH值变化之规律.由于AF168S(含氟碳表面活性剂)就可以在pH≈ 5.6条件下获得稳定、高效、可靠应用,并经有益实践探索见证了推理正确,为多层板间的结合力提高和改善找到了一种途径.由此笔者建议可以再引入氟碳偶联剂,为多层板间的结合力再提高进行积极探索.【期刊名称】《印制电路信息》【年(卷),期】2013(000)001【总页数】5页(P20-23,41)【关键词】核磁共振;处理剂;电子布;半固化片性能;CCL性能【作者】黄国有;黄长根【作者单位】广东珠海富华复合材料有限公司,广东珠海519050;上海亚孚化工科技有限公司,上海200031【正文语种】中文【中图分类】T-1;TN412009年8月的《印制电路信息》杂志上发表了林金堵、曾曙的论文《提高和改善“无铅化”多层板间的粘合力》,指出了电子产品实施无铅化工程以来,其要害是无铅化焊接产生更高“热冲击”而带来的一系列问题……。
尽管经过近几年的努力,特别是以酚醛树脂等取代双氰胺为固化剂并提高Td(热分解温度)和Tg(玻璃态温度)以及缩小CTE(热膨胀系数)的FR-4问世以来,使CCL的耐热性明显提高,基本上能够满足无铅焊料的“热冲击”性能要求。
在PCB制造中,如何提高和改善多层板间的结合力,仍然严肃地摆在PCB制造者的面前。
使用有机硅烷偶联剂对多层板间的粘合力提高和改善,有其明显优势一面。
偶联剂是指能在两种不同物质间的界面处的中间而向两个界面形成化学结合或化学连接的物质。
通过这种偶联剂把两种不同物质形成化学结合并牢固粘合成一种复合材料。
粘结界面的作用力和粘结强度直接相关。
一般认为界面上的作用力有三类:一类为静力,如“抛锚”作用和摩擦作用所产生的力;二类为界面分子间作用力,是指胶黏剂与被粘结体间相互接近为0.35 nm(3.5 Å)时,由London色散、偶极与氢键等作用而产生的力;三类为化学键力,即当胶黏剂与被粘结体分子相互接近为0.1 nm ~ 0.3 nm(1 Å~3 Å)时,发生化学反应而形成的化学键力。
NMP无铅回流焊接工艺技术NMP无铅回流焊接工艺技术是一种无铅焊接工艺技术,它使用了一种叫做NMP(N-Methyl-2-Pyrrolidone)的有机溶剂代替了传统的铅含量较高的焊料。
这种新型工艺技术具有环保、高效以及焊接质量稳定等优点。
NMP无铅回流焊接工艺技术的主要步骤包括焊接准备、回流焊接、冷却和检验等。
首先,在焊接准备阶段,需要对焊接器件进行清洗、涂覆和组装等工序,确保器件表面无尘、无油等污染物,以保证焊接质量。
然后,将焊接器件放置在预热炉中进行预热,以达到焊接所需的温度。
接下来,将预热过的器件送入回流焊接机中,通过回流焊接机中的加热区域将焊料熔化,使焊料与焊接器件的焊盘接触并形成可靠的焊点。
在焊接完成后,需要将焊接器件进行冷却,以确保焊点的稳定性。
最后,对焊接后的器件进行严格的质量检验,包括焊接质量、焊点可靠性等指标。
NMP无铅回流焊接工艺技术相比传统的铅焊接工艺具有许多优势。
首先,由于NMP无铅焊料的低熔点和表面张力小的特性,可以实现较低的焊接温度,减少焊接器件的热应力,降低故障率。
其次,NMP无铅焊料具有高的可湿润性和良好的流动性,可以确保焊料能够充分覆盖焊盘和焊脚,形成均匀且牢固的焊点。
此外,NMP无铅焊料的无蒸汽、无烟雾的特性使得焊接过程更加环保,对操作人员的健康和环境的保护都具有重要意义。
然而,NMP无铅回流焊接工艺技术也存在一些挑战和限制。
首先,由于NMP有机溶剂的挥发性较高,可能会对环境和操作人员产生一定的影响,因此需在工艺中注意安全防护。
其次,NMP无铅焊料相较于传统铅焊料的成本较高,需要进行成本考虑。
此外,由于NMP无铅焊料对焊接器件的要求较高,需要进行器件设计和材料的优化,以保证焊接质量。
综上所述,NMP无铅回流焊接工艺技术是一种环保、高效的无铅焊接工艺技术。
它通过使用NMP有机溶剂代替传统的铅焊料,实现了焊接质量的稳定和环保的要求。
然而,该技术在实际应用中还需解决一些挑战和限制,扩大其应用范围。
Sn-Zn系无铅焊料在波峰焊中的应用
陈一鸣;王正宏;马莒生;张弓
【期刊名称】《电子元件与材料》
【年(卷),期】2018(037)007
【摘要】Sn-Zn系无铅焊料具有密度低、熔点低、成本低等优点,具有很大的发展前景.在Sn-Zn合金的基础上添加其他元素,制备出一种主要成分为Sn-9Zn-2.5Bi-In的新型Sn-Zn焊料,并将其应用于波峰焊中.采用DOE正交试验法进行波峰焊试验,寻求最佳的工艺条件.经过测试,该焊料密度为Sn-37Pb焊料的87%;熔点为190.86℃,接近Sn-37Pb焊料;在松香助焊剂下对铜基板的润湿角为29.24°,满足实用化要求.该焊料在波峰焊中的主要缺陷为桥连和填充不足;得到的最佳工艺参数组合为:传输速度90 cm/min,锡炉温度250℃,预热温度120℃,波峰高度为低水平.【总页数】6页(P8-13)
【作者】陈一鸣;王正宏;马莒生;张弓
【作者单位】清华大学机械工程系, 北京 100084;清华大学机械工程系, 北京100084;清华大学机械工程系, 北京 100084;清华大学机械工程系, 北京 100084【正文语种】中文
【中图分类】TN604
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1.氧化对Sn-Zn系无铅焊料润湿性的影响 [J], 魏秀琴;周浪;黄惠珍
2.Sn-Zn系无铅焊料抗氧化性和润湿性研究现状 [J], 郭萍;曾明;程利武
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5.Sn-Zn系无铅焊料合金的可靠性研究进展 [J], 张品;郭宏;杨福宝;徐骏
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1驱动发展的动力随着电子产品信号传输向更高速化的发展,越来越强调形状因子(Form Factor)而增加复杂的设计。
同时,由于要符合RoHS和WEEE环境保护的条例与要求,也使PCB设计与生产增加了复杂性。
为了达到这个目的,使我们意识到,在P C B所有的类型和用于封装的最大可能性的一个领域,最佳的选择应该是挠性板和刚-挠性板,它是可以解决这个问题的。
采用下一代的电镀技术和表面镀(涂)覆化学,甚至采用老而可靠的表面镀(涂)覆层,都是可以满足这些要求与挑战的。
作为化学供应商应该善于把握这个机会,特别是电镀与导通孔填孔(Via-Fill)化学的综(结)合性技术,来满足这方面的要求。
如,酸性镀铜正面临着不均匀线簇和更高厚径比PCB的新挑战,更不用说用于HDI/BUM板的导通孔填孔的挑战了。
而表面涂(镀)覆层主要是要有新产品和更好的耐热性,以满足无铅焊接条件下高温组装的要求,保证这些焊点的可靠性。
关于孔金属化方面。
PCB采用去钻污/金属化孔是不可避免的,但是它如何跨越严厉的无铅焊接的高温加工的要求,必须与具有耐高温层压板、无铅焊料合金匹配共存呢?!用于挠性聚酰亚胺和刚-挠性板的理想金属化是何体系?目前所存在的金属化体系可胜任吗?是否需要有一种新的金属化体系?本文提供一个PCB加工的有效工艺化学的分类细目,它们可以满足今天大多数复杂PCB和封装的要求。
因为,当你进入了P C B拼搏的世界,你必须知道这些有效的工艺化学以及解决它和如何满足用户的需要。
2关于电镀方面为了满足新的市场需求,PCB制造商应努力定位于PCB制造过程中每个步骤的新的、先进的工艺才行。
通孔的金属化和酸性镀铜的结果必须严格地细查,因为它们是形成线簇和导通孔连接性,并用来传输信号的电子部件。
2.1钯金属化目前,已经引入了以钯吸附的新型金属化体系,克服化学镀铜与石墨等存在的缺点。
钯金属化不是现在才提出来的,但是新一代的钯金属化是不同的,因为新型钯金属化克服了上述的各个体系所有的缺点,因而是一种好的取代工艺。
无铅焊料的开发与应用摘要:工业垃圾对环境的污染已成公害,一些国家和地区已明确提出禁止和削减使用有害物质,包括含铅焊料。
本文介绍对环保有利的无铅焊料,重点说明无铅焊料的技术现状和有效的使用方法及再利用问题等。
一、无铅焊料的锡原料供应量用无铅焊料替代有铅焊料所面临的首要问题就是锡原料的供应量。
目前焊料的世界年产量为23万吨,广泛用于金属连接和表面处理镀覆等方面。
焊料主成分锡的世界年产量为21万吨,其中6万吨作为焊料的原料使用。
按照通常锡在焊料中占60%计算,每年新的焊料年产量应为10万吨,剩下的13万吨都是由残渣经再利用的焊料。
但是,无铅焊料并不能由含铅的再利用焊料来制造,所以必须用原料锡来制造。
尽管无铅焊料的密度比原来的共晶焊料轻10%~20%,把重量减轻的因素考虑在内,但每年仍需要20万吨原料来生产无铅焊料。
这个数字远远超过了目前焊料原料所使用的锡量。
而且为避免铅的污染,在焊料替换时还要用锡来冲洗铅污染的焊料槽,所以又要用掉大量的锡。
因此,世界各国为了顺利地引入无铅焊料的应用,都必须把锡的供给量提高一倍。
二、无铅焊料现状与有效使用方法从多年来对无铅焊料的研究来看,其合金成分基本上如图1所示的组合,到目前为止,多数研究是通过改变含量来谋求高性能的优质材料,已经发现了若干个添加元素,对提高材料强度和连接特性有效,并有研究成果面世。
从现在来看,在以手机和笔记本电脑为代表的高密度双面安装(HDSMT)基板上,由于与之连接的BGA 封装型IC、铝电解电容和大型连接器等耐热温度低,同时受到基板特性、器件配置和配线图形的制约,再加上目前的再流焊条件没有大的变化,所以尽可能使用与目前的熔点相近的焊料则是最理想的。
因此,开发了以在锡中组合进银和铋,锌为主成分的合金焊料。
但是,这些焊料除了满足融点低外,其它特性都不好,有时甚至不能使用。
同时,还必须改进制造设备,并重新探讨连接基材的表面处理。
还有,在再流焊与流动焊混合安装基板的生产上,对于热造成基板伸缩和翘曲,导致焊接处产生的应力,必须采取缓解措施。
无铅焊接的实际应用事例Document number:PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998无铅焊接的实际应用事例Sn-Ag系(高温型)--------------------NEC的应用事例7.1.1 在回流焊接中的应用目前已经开始应用的无铅焊料,对回流焊/波峰焊/手工焊都适用,回流焊专用的常选择。
由于目前电子元件的电极还未全部都做到无铅化,本节讨论、评价的主题还是以现行使用的电镀Sn-Pb 电子元件作为讨论对象。
(l)无铅焊膏基础评价回流焊接使用的无铅焊膏,除了必须适应应用中的印刷/元件贴装/回流焊等工艺外,与原来焊膏相同,还需要进行润湿性、焊料球、印刷性、印刷塌边、加热塌边、触变性、焊剂可靠性等方面的评价。
表是有关无铅焊料扩展性、焊料球的测定比较(图)。
采用无铅焊料的液相线(216-220℃)加上50℃的270℃进行测试,(焊接A ,在回流温度240℃时也进行了测定),与Sn-37Pb 的焊料相比,焊料A/B 在润湿扩展性上有明显的跌落,其中添加3 % Bi的焊料B,比焊料A 的扩展性要好。
焊料球试验:24 小时内的凝聚度在2 以内,焊料粒子的氧化比较少,状态良好。
铜板腐蚀试验,铜镜腐蚀试验、迁移试验、焊剂可靠性等全部通过,操作工艺评价例印刷性、塌边性、触变性等,无铅焊料A、B与Sn-37Pb的性质基本相同,不存在使用上的问题。
作为无铅焊料润湿性低的理由,与Pb比较主要是金属氧化物生成的自由能较稳定,是由金属性质所产生的现象。
在认识其润湿性质后,可经焊剂的改进和在NZ 气体中进行焊接等方式,来增加无铅焊料的润(2)接合部评价对0.5mm间距的QFP 执行抗拉强度与剪切强度的测定。
条件:两面回流焊接,一次预热(烘烤),焊接温度240 ℃(峰值)升温曲线,在所定的温度循环试验实施后,观察强度性质和断面组织。
强度方法见图,元器件测定结果汇总在表,强度变化见图经试验,QFP 的抗拉强度在不加入Bi,焊料A()破坏大体在焊区部剥离,依存于焊区强度;加入3% Bi的焊料B(Sn-2Ag-3Bi- 0。
无铅环保低温焊锡丝的制造及应用
低温锡线适用于对热敏感的元器件的焊接,被广泛应用于电子行业中分阶段焊接(二次焊接)、电源滤波器、电抗器、火警报警器、温控元件、防雷保护器件、空调安全保护器等行业中
应对环保要求的限制以前使用的SnPbBi合金的低温焊锡丝因为含有Pb无法满足环保的要求。
SnIn合金很贵,不适合批量生产,所以福摩索在开发中把Sn42Bi58作为可实施批量生产使用的无铅环保焊接材料。
目前无铅低熔点焊锡丝合金中都含有大量的铋,由于铋的脆性及在合金凝固过程中易出现偏析,使合金对应变速率非常敏感,因此小线径含铋无铅温度保险丝很难用传统的铸造-挤压工艺进行制备。
因此福摩索专门与设备厂商共同研发定制设备模具生产制造SnBi合金环保低温锡线,并且实现量产。
在配套使用的助焊剂选用用水溶性RMA助焊剂,之所以用这种焊剂是因为它不像一般的免
清洗焊剂,它在低温下与SnBi一起会很活跃,从而达到理想的焊接效果。