無(wú)鉛封裝焊料

與軟釬焊的定義相對(duì)應(yīng)，軟釬料一般定義為液相線溫度低于450℃可熔融合金，由于環(huán)保的需要，多個(gè)國(guó)家組織立法限制含鉛釬料的使用。軟釬料經(jīng)歷了有鉛到無(wú)鉛的變化，無(wú)鉛焊料成分也有最初的二元合金體系發(fā)展到三元合金甚至多元合金體系，并向復(fù)合釬料法相發(fā)展。軟釬料可以由不同的物理形式提供，包括棒 錠 絲 粉末 箔片焊球和焊柱釬料膏及熔融態(tài)釬料等。

在過(guò)去的十多年里，工業(yè)界廣泛研究了可以替代錫鉛焊料的合金。目前，工業(yè)界傾向于采用流焊工藝中采用的三元共晶的Sn-Ag-Cu合金（共晶熔點(diǎn)為217℃），在波峰焊接中使用Sn-Ag-Cu或Sn-0.7Cu合金（共晶熔點(diǎn)為227℃）。Sn-Cu合金在潤(rùn)濕性 錫渣形成 典型加載條件下可靠性方面均不如Sn-Ag-Cu合金，但其成本員低于Sn-Ag-Cu，所以Sn-Cu合金成為對(duì)波峰焊接很有吸引力的選擇，尤其是那些對(duì)成本敏感的產(chǎn)品，無(wú)鉛轉(zhuǎn)換初期，一些產(chǎn)品使用了無(wú)鉛組裝，但是器件上可能使用了含鉛的鍍層。對(duì)于波峰焊接來(lái)說(shuō)，由于期間引腳鍍層中Sn-Pb的溶解，焊錫槽中的Pb的含量需要加以監(jiān)控。PB對(duì)無(wú)鉛焊料的可靠性的長(zhǎng)期影響是一個(gè)需要研究的課題。

其他行業(yè)開(kāi)發(fā)并評(píng)估的無(wú)鉛焊料還包括Sn-Ag 、Sn-Ag-Bi、Sn-Bi-In和其他三元四院合金。含In的焊料的使用可能會(huì)有限制，因?yàn)?/span>IN資源稀少，成本昂貴。對(duì)于高溫煅的應(yīng)用，共晶Au-20SN（熔點(diǎn)278℃）已經(jīng)為芯片貼裝所采用，特別是光電子封裝領(lǐng)域。Sn-Sb合金(熔點(diǎn)235℃)是另一種可以在高溫煅使用的無(wú)鉛焊料。對(duì)于低溫段的應(yīng)用有Sn-Zn、Sn-Zn-Bi、Sn-Bi-In等。

為了滿足在嚴(yán)峻環(huán)境下服役的要求，要求焊點(diǎn)在保證導(dǎo)電功能正常的情況下還應(yīng)具有機(jī)械完整性，不但要有一點(diǎn)的強(qiáng)度，還需要能獲得最佳的疲勞抗力，通過(guò)在釬料中加入強(qiáng)化相，改變釬料的顯微組織，制備出的復(fù)合釬料將能使上述要求得到滿足。早起對(duì)錫鉛符合釬料的研究中，通過(guò)內(nèi)生增強(qiáng)顆粒、超細(xì)氧化物強(qiáng)化顆粒、低熱系數(shù)強(qiáng)化顆粒對(duì)縣委組織和機(jī)械性能進(jìn)行研究。通常用于含鉛釬料的合成方法也能適用于無(wú)鉛釬料，但是無(wú)鉛復(fù)合材料的應(yīng)用研究與含鉛復(fù)合材料相比在一定程度上收到了局限，無(wú)鉛復(fù)合材料基本上是在基于可靠性的考慮基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。

隨著人們環(huán)保意識(shí)的曾強(qiáng)，全球范圍的立法，無(wú)鉛焊接在電子封裝占有越來(lái)越重要的低位。隨著無(wú)鉛軟釬焊技術(shù)應(yīng)用的普及，無(wú)鉛焊料的開(kāi)發(fā)以及焊點(diǎn)的可靠性問(wèn)題顯得尤為重要。白歐盟頒布WEEE/ROHS法令以來(lái)，世界各國(guó)對(duì)無(wú)鉛焊料進(jìn)行了研究，無(wú)鉛焊接技術(shù)也獲得了長(zhǎng)足發(fā)展。然而由于無(wú)鉛焊料種類繁多，各國(guó)研究的重點(diǎn)、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試數(shù)據(jù)也不統(tǒng)一，缺乏長(zhǎng)期可靠性測(cè)試數(shù)據(jù)，各種無(wú)鉛釬料的專利也比較混亂。因此如今開(kāi)發(fā)的無(wú)鉛焊料還沒(méi)有一種綜合性能能與傳統(tǒng)的SnPb焊料相比。