无铅焊料的研究（1）——反应润湿性

针对数种无铅焊料,如Sn-Cu、Sn-Ag、Sn-In与Sn-Ag-Cu四种合金,尤其是具应用潜力的共晶无铅合金与Cu、Ag、Ni三种基材的接触,整理分析了其重要的基础性质——反应润湿,可作为无铅焊料相关研究的参考。     

无铅焊料的选择与对策（未完待续）

通过大量的数据信息分析了各研究机构在无铅焊料方面的研究成果，在目前流行使用的无铅焊料的基础上，进一步研究并比较了其中的Sn-Cu系列与具有专利限制的SnAgCu系列焊料在消费类电子产品组装的波峰焊工艺中使用的可靠性，同时研究并比较Sn-Ag系列焊料与SnAgCu系列焊料在回流焊工艺使用的情况。结果表明，Sn-Cu共晶焊料在消费类电子产品组装的波峰焊工艺中完全可以取代Sn-Ag-Cu系列焊料，同时满足使用要求；而同样技术成熟的Sn-Ag共晶焊料也完全可以取代SnAgCu系列焊料在回流焊工艺使用，焊点的可靠性与成本可以媲美SnAgCu焊料。而且该二元合金在使用维护以及回收利用方面具有相当的优势。     

无铅焊料的研究（21）——机械性质（上）

针对Sn-Cu、Sn-Ag、Sn-Ag-Cu以及Sn-In等几种具有广泛应用前景的无铅合金焊料的重要基础性质之一的机械性质,介绍分析了目前在诸如抗拉伸强度、蠕变特性、疲劳特性等方面所取得的一些研究成果,以及金属间化合物对焊料可靠性的影响。     

无铅焊料的发展

本文就无铅焊料的发展进行论述。分析了几类正在实用化的无铅焊料特性。最后指出了无铅焊料的发展趋势。     

无铅焊料的开发与应用

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。     

无铅焊料的新发展

传统焊接技术使用锡铅焊料,对环境造成严重伤害。该文从环保角度出发,阐述了应用无铅焊料的必然性,并介绍了无铅焊料近几年的发展,指出现阶段无铅焊料离市场要求还有一定差距。     

无铅焊料的选择与对策

本文通过大量的数据信息分析了各研究机构在无铅焊料方面的研究成果，在目前流行使用的无铅焊料的基础上，进一步研究并比较了其中的Sn—Cu系列与具有专利限制的SnAgcu系列焊料在消费类电子产品组装的波峰焊工艺中使用的可靠性，同时研究并比较Sn—Ag系列焊料与SnAgcu系列焊料在回流焊工艺使用的情况。结果表明，Sn—Cu共晶焊料在消费类电子产品组装的波峰焊工艺中完全可以取代Sn-Ag-Cu系列焊料，同时满足使用要求；而同样技术成熟的Sn—Ag共晶焊料也完全可以取代SnAgCu系列焊料在回流焊工艺使用，焊点的可靠性与成本可以媲美SnAgcu焊料，而且该二元合金在使用维护以及回收利用方面具有相当的优势。因此，国内相关企业应大力推动使用无专利限制的SnAg与SnCu共晶焊料，以改变国外专利产品在电子制造领域的统治地位，使我国企业在无铅化电子制造的潮流中占有一席之地.     

微量Co对低银无铅焊料润湿及界面反应的影响

利用润湿测量仪研究了加入微量Co对低银无铅焊料Sn1.00Ag0.70Cu和Sn0.50Ag0.70Cu润湿性能的影响,并与共晶无铅焊料Sn3.00Ag0.50Cu的润湿性能进行对比。结果发现,焊料Sn3.00Ag0.50Cu、Sn1.00Ag0.70Cu0.07Co和Sn0.50Ag0.70Cu0.03Co的润湿平衡力F分别为3.0850,3.0600和3.0275mN,润湿时间分别为0.64,0.88和1.01s。低银微钴无铅焊料显示了与共晶无铅焊料类似的润湿力,只是润湿时间略有增加。     

铜含量对锡-铜无铅焊料和镍之间固态老化反应的影响

共晶99．3Sn-0．7Cu焊料(比重：％，Sn-0．7Cu)是波峰焊接中共晶Sn-Pb焊料的最有前途的无铅替代物。而镍则被用于几个商品化的重要表面涂覆领域，如象；金／镍和钯／镍等。据献报道，在含镍表面涂层上实施Sn-Cu焊料的再流时，铜含量的微小变化会产生完全不同的反应物[1，2]。随着铜浓度的上升，反应物从(Ni 1-xCux)3Sn4转变为(Cu1-yNiy)6Sn5 (Ni1-xCu)3Sn4，而后变为(Cu1-y、NiY)6Sn5。在本项目的研究中，我们将自己在前期研究成果的基础上[2]，对铜含量的细微变化对Sn-Cu焊料和镍之间固态老化反应的影响进行了更加深入的研究。特别是在160、180和225℃下，将四种Sn-xCu焊料(x=0．2、0．4、0．6和0．7)与镍进行了反应。结果发现，在经充足时间的高温固态老化后，对铜沉积层的明显感应性消失了。对于各种不同的铜含量的研究发现，老化后在界面上形成相同类型的金属间化合物。在界面上可看到在(Ni1-x)(Cux)3Sn4层上形成了一层(Cu1-yNiY)6Sn5。研究表明再流焊一结束金属间化合物的最初差别可在高温老化后消失。(Cu1-yNiY)6Sn5与(Ni1-xCux)3Sn4的生长机理是不同的，本中已指出了这一点。     

Sn-Zn无铅焊料的研究与发展

踏入21世纪,环境保护已成为国家可持续发展策略的一部分;由于铅污染环境并严重影响人类和牲畜的生存质量,因此对使用有铅焊料的电子产业,迫切需要研究开发出新型的无铅焊料;而Sn-Zn无铅焊料是一种有希望取代传统铅锡焊料的合金.综述了SnZn合金的研究成果,主要分析了该合金系中各元素的作用和焊接后的界面情况,并提出了改进Sn-Zn合金的方向.     

无铅钎料开发研究现状

综述了国内外无铅钎料开发的新进展和部分钎料的应用情况,重点介绍了合金元素对Sn-Zn和Sn-Ag两种合金系的性能影响。结合目前的研究成果,详细介绍了无铅钎料开发的现状及前景。     

低银焊料超声雾化制粉及焊膏性能研究

在Sn-0.7Cu-0.1Ag低银焊料基础上进行微合金化,研究了Ag和Ni对钎料润湿性以及元素X对钎料润湿抗氧化性的影响,比较了超声波雾化法与气体雾化法制备焊锡粉的区别.结果表明:随着Ag含量增加,钎料合金的润湿力提高并且润湿时间减少.添加Ni元素,钎料润湿力并没有明显变化,润湿时间略有减小.高活性焊剂可以显著提高钎料润湿力,同时缩短润湿时间.在低银钎料中添加微量元素X,质量分数超过0.003%时,可以显著改善钎料抗氧化性能.采用超声波雾化法较气体雾化法制得的低银焊锡粉,异形粉比例明显下降.     

Interfacial Reaction and Die Attach Properties of Zn-Sn High-Temperature Solders

Interfacial reaction and die attach properties of Zn-xSn (x = 20 wt.%, 30 wt.%, and 40 wt.%) solders on an aluminum nitride–direct bonded copper substrate were investigated. At the interface with Si die coated with Au/TiN thin layers, the TiN layer did not react with the solder and worked as a good protective layer. At the interface with Cu, CuZn₅, and Cu₅Zn₈ IMC layers were formed, the thicknesses of which can be controlled by joining conditions such as peak temperature and holding time. During multiple reflow treatments at 260°C, the die attach structure was quite stable. The shear strength of the Cu/solder/Cu joint with Zn-Sn solder was about 30 MPa to 34 MPa, which was higher than that of Pb-5Sn solder (26 MPa). The thermal conductivity of Zn-Sn alloys of 100 W/m K to 106 W/m K was sufficiently high and superior to those of Au-20Sn (59 W/m K) and Pb-5Sn (35 W/m K).     

Sn-Bi-Sb无铅焊料微观结构及性能

研究了Sn-（1．3～1．5）Bi-（0．4～0．6）sb无铅焊料的制备工艺和微观组织,并测试了钎料的相关物理、力学性能,阐述了焊料的力学性能与微观结构特征间的关系。试验测试结果表明：该焊料具有较高的强度和塑性,具有良好的润湿铺展性和机械加工性能。焊料微观结构由（Sn）、B（SbSn）第二相和（Bi）所构成,其抗拉强度为55．4MPa,延伸率为35．9％,扩展率为80．6％,熔点为226．9℃～234．4℃。     

无铅电子封装材料及其焊点可靠性研究进展

随着2006年7月1日RoHS法令实施的最后期限的来临,无铅焊料的研究与应用又掀起了新一轮的热潮。由于封装材料与封装工艺的改变,给焊点可靠性带来了一系列相关问题。笔者就近年来国内外开发的无铅焊料、焊点的失效模式、焊点可靠性评价方法和焊点的主要缺陷进行了综述;对今后该领域的研究前景及方向进行了展望。     

Sn-Ag-Cu系无铅焊锡的力学性能和实用性能

研究添加稀土Ce对Sn-Ag-Cu合金的力学性能和实用性能的影响,利用光学显微镜、SEM、EDX对合金的组织、形貌、成分进行分析。结果表明,在Sn-Ag-Cu系无铅焊锡中添加稀土Ce可以细化合金组织,使合金成分分布更加均匀;稀土Ce的添加可以明显提高合金的延伸率;添加Ce后延伸率提高了6.1%,从而使力学性能大大提高;适量稀土的加入使焊料与基体结合更加紧密,外观平整,对合金的实用性能有很大提高。     

无铅焊料的知识产权状况分析

简要介绍了世界电子产品无铅化趋势及其相关立法,比较了世界各国及地区的无铅专利发展情况。对比了各国公司或个人在我国申请注册的无铅焊料相关专利,对国内无铅焊料专利权利要求书的完善提出了一些建议。最后指出了我国企业在无铅焊料专利申请上的滞后并提出相关对策。