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。     

无铅焊料的选择与对策

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.     

浅谈Sn-Ag-Cu无铅焊料的可靠性

电子产品在工业、商业、军事、家用电器（特别是便携式产品）等各个领域的应用起到了至关重要的作用,因此,电子产品的可靠性也被提到了议事日程上来。随着电子封装技术的发展,电子产品在制造过程中使用的焊料也随之更新换代,由原来的使用锡铅焊料改为使用无铅焊料,以满足WEEE和ROHS指令以及其它方面的要求。然而,使用无铅焊料却带来了一系列的问题,这些问题自然影响到产品的可靠性和使用寿命,因此,成为业界最关注的热点问题。诚然,无铅焊料的种类繁多,不过,经多年来的实践证实在业界得到广泛应用的是Sn—Ag—Cu焊料。所以,本文主要涉及到Sn—Ag—Cu焊料的可靠性等问题。     

焊料应满足无铅和效益双重要求

对于电子组装制造商而言，无铅电子组装技术主要针对印刷电路板级组装，即使用的单元材料达到无铅的标准，同时使用符合无铅规范材料的设备和工艺以及最终产品达到必需的可靠性要求。其中，在印刷电路板级细装过程的浸焊、波峰焊及回流焊等焊接工艺中，锡丝、锡条、锡膏是最广泛使用的电子焊接焊料，因此拥有广阔的应用市场。对于这类焊接材料，焊料合金成分对于产品的价格、品质性能和效率起着决定性的影响。因此，电子产品制造商迫切需要一种在成本、质量和效率三者之间取得平衡的无铅焊料满足市场对于无铅和效益的双重要求。     

焊料应满足无铅和效益双重要求

对于电子组装制造商而言，无铅电子组装技术主要针对印刷电路板级组装，即使用的单元材料达到无铅的标准，同时使用符合无铅规范材料的设备和工艺以及最终产品达到必需的可靠性要求。其中，在印刷电路板级组装过程的浸焊、波峰焊及回流焊等焊接工艺中，锡丝、锡条、锡膏是最广泛使用的电子焊接焊料，因此拥有广阔的应用市场。     

元件焊端镀层对无铅焊点可靠性的影响

电子产品无铅化的转变加速了对元件焊端镀层的无铅化研究，目前候选无铅镀层有纯锡、锡铋或锡铜合金。当然,Sn—Ag—Cu焊料和以上这些镀层结合而构成的焊点的可靠性是大家关注的重点。Sn—Ag—Cu焊料和元件焊端镀层若不相容会导致焊点变脆、强度降低、缺乏热疲劳抵抗力，特别在产品生命周期的后期。对焊点的可靠性影响尤为明显。在本中我们研究了由Sn-3．8Ag-0．7Cu焊料和不同的元件焊端镀层：纯锡、Sn-3Cu、锡铋合金(铋的重量百分比分别为1％、3％、6％)组成的SMT焊点可靠性。中给出了焊点金相分析、焊点老化前和老化后的引脚拉伸测试的试验结果，首次发表了SMT焊点加速热循环试验的结果，也提到了Sn—Bi和Sn—Pb镀层对波峰焊焊点可靠性的少量研究结果。通过我们的研究发现，所有试验元件的无铅镀层和Sn—Ag—Cu焊料构成的焊点性能至少和常规的锡铅焊点一样好。     

Sn—Ag—Cu无铅焊料性能研究

环保和微电子器件高度集成化的发展驱动了高性能无铅焊料的研究和开发,Sn—Ag－Cu系无铅焊料由于具有良好的焊接性能和使用性能,已逐渐成为一种通用电子无铅焊料。文章通过实验的方法,研究了8种不同配比的Sn—Ag—Cu焊料中银、铜含量对合金性能（包括熔点、润湿性和剪切强度）的影响,并对焊料的显微组织进行对比与分析,得出低银焊料的可靠性比高银焊料好,同时Sn－2．9Ag—1．2Cu的合金具有较低的熔点且铺展性好,为确定综合性能最佳的该系焊料合金提供了依据。     

浅谈Sn-Ag-Cu无铅焊料的可靠性

随着电子组装技术的发展,电子产品在制造过程中使用的焊料也随之更新换代,由原来的使用锡铅焊料改为使用无铅焊料,特别是Sn-Ag-Cu焊料,以满足WEEE和RoHS指令以及其他方面的要求。然而,使用无铅焊料却带来了一系列的问题,这些问题自然影响到产品的可靠性和使用寿命,因此,成为业界最关注的热点问题。文章主要讨论了Sn-Ag-Cu焊料的可靠性等问题。     

在航空电子应用中无铅和混合系统组件（SNPB/无铅）的制造和可靠性

由于环境和政治方面的原因，尽管电子产品中铅的使用对环境的明显的影响的潜在趋势还不明确，但是，电子产品中禁止使用铅是人们不可回避的热点话题。由于受到工艺和可靠性的限制，禁止使用铅的立法已将整个产品目录删除。看起来是多种方式的电子制造，也就是说，某些组装将使用传统的共晶焊料，而其它的一些组装将使用不同的无铅合金，是确定无疑的。多种方式的制造结果就是产品要求使用SnPb和无铅元件。本文的研究旨在为航空电子工业提供无铅和混合系统组件的可靠性数据。 为了分析在极端的环境下几种设计和组装工艺的变量而设计了一种CCA测试媒介物。CCA变量包括焊膏类型、焊料凸点类型、器件类型和使用的底部填充材料。焊膏包括Sn63／Pb37和（95．5Sn／3．8Ag／0．7Cu）合金。焊料凸点是SnPb或者是无铅的。器件类型包括间距为0．5、0．75、0．85n1．27mm的面阵列元件。可以考虑使用的底部填料有不可返修的底层填充或可以返修的底层填充。 测试媒介物的设计可以通过测量菊花链环路的电阻来实时监控焊点互连。使用热循环来强化环境测试中的CCA。热循环曲线是由55℃-125℃范围内8的温度构成的，在达到一定热量时停滞15分钟；在冷却温度下停滞10分钟，每分钟的升温速率为5℃-10℃。     

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。     

无铅焊接焊料合金的特性分析和热机性能研究

电子封装与组装是电子产业的重要支柱之一,而今绿色制造己成为普世的价值和标准。在绿色电子封装与组装产业中,无铅焊与其相关可靠性占有着最关键的地位。对于无铅焊接的实行,材料选择主要是含有Sn的焊料。当前,Sn-Ag-Cu（SAC）合金被认为是无铅标准合金中最多使用的系列之一。然而,各地区之间对无铅焊料的选择仍存在诸多分歧,不同公司会选择不同配比的SAC焊料系列。     

电子封装无铅化趋势及瓶颈

欧盟通过法令限制电子用品中铅等有害物质的使用．含铅电子产品不久将退出市场．电子封装的无铅化已成必然趋势。焊料的无铅化是无铅封装的关键．目前无铅焊料的研究集中在Sn基焊料和导电胶粘剂两个方向文中介绍了三种典型无铅焊料体系的不足之处以及银导电胶研究中的三个难题．另外关于无铅焊料还没有一个统一的标准     

电子封装无铅化趋势及瓶颈

欧盟通过法令限制电子用品中铅等有害物质的使用,含铅电子产品不久将退出市场,电子封装的无铅化已成必然趋势。焊料的无铅化是无铅封装的关键,目前无铅焊料的研究集中在Sn基焊料和导电胶粘剂两个方向。文中介绍了三种典型无铅焊料体系的不足之处,以及银导电胶研究中的三个难题。另外,关于无铅焊料还没有一个统一的标准。     

开发高性能的无铅波峰焊料合金

无铅波峰焊已经发展为两个主要的合金体系:SnAgCu锡/银/铜体系通常含银量达3至4%和基于SnCu锡铜共晶体系。如果按照用户的价值方程式来衡量,二者都存在固有的缺陷。含银3%至4%的SnAgCu体系可提供良好的可靠性和工艺良率,但原材料的成本昂贵。作为替代品的SnCu共晶体系及其改性合金SnCuNi的原材料成本较低,但其工艺良率和焊接可靠性存在问题。为了克服现有焊料体系的缺点,确信电子开发出新型焊料合金SACX0307。研究SAC305、Sn99.3Cu0.7、改性Sn99.3Cu0.7SnCuNi和SACX0307四种合金系的测试结果,评估无铅焊接工艺的4个主要特性:工艺良率、铜浸出率、浮渣形成和热机械可靠性。波峰焊实验使用了测试电路板专门设计较复杂,以区分不同加工条件下的差异、三种助焊剂包括水基和醇基配方和两种电路板表面处理铜OSP和浸银处理。测试表明,SACX0307填补了SAC305合金与SnCu共晶合金系列之间的空白,就波峰焊的四个主要特性而言,其性能优于Sn99.3Cu0.7和SnCuNiSn99.3Cu0.7,而原材料成本低于SAC305。     

无铅再流焊装置新的使用方法

1、引言 在电子领域,限制使用无铅焊料己成为一种义务,任何Sn—Pb焊料均由无铅焊料所代替。然而,在替代过程中,确立对替代焊料与器件的评价方法,整合支撑制造过程稳定可靠的制造技术,要付出相当大的努力,这其中涉及到很多问题,如工艺条件的改变方法、怎样选定装置与焊料、如何进行组装等。这里,将根据先进的研究成果和各种SMT研究交流所获得的有关无铅焊接的内容作一介绍。     

Sn3．5Ag0．7Cu焊料的疲劳特性及铅杂质的影响

含铅焊料应用在电子产品上已超过50年的时间。然而出于环境方面的考虑，在未来的几年含铅焊料的使用将被禁止。作为替代，必须发明不含铅的焊料。对无铅焊料总的要求类似于含铅焊料。它们要求类似的诸如焊接温度及时间工艺参数窗口和相当于含铅焊料或更好的特性。科学家们已研究了许多不同类型的无铅焊料，从中我们选取Sn3、5Ag0．7Cu作为本次研究的对象，因为它可能目前是在欧洲应用最广泛的一种无铅合金。通过下面几项工作中我们研究了Sn3．5Ag0.7Cu的疲劳特性。制成板(PCBA)温度循环(热冲击)试验：用Sn3．5Ag0．7Cu无铅焊料在不同的焊接气氛下将各种不同类型的器件焊在有不同可焊性表面覆层的印制板上，做成试验制成板(PCBA)。将125℃到-15℃的温度循环(热冲击)施与试验制成板并研究板上焊点在经受不同次数的温度循环后其微观组织结构及变化。模型焊点的机械应力循环试验：室温条件下利用特别设计的环一插针模型焊点，Sn3．5Ag0．7Cu无铅焊点被施加机械应力循环并和传统的Sn-Pb焊点进行比较。包含不同铅含量的焊点也被研究以确认铅杂质对无铅焊点特性的影响。比起传统的Sn-Pb焊料，Sn3．5Ag0．7Cu有更好的疲劳特性。然而研究同时发现一个2％-5％的铅杂质含量对无铅焊点的寿命是有害的。     

迈向无铅电子组装的新时代

含铅焊料与铅合金涂覆工艺长期以来在电子产品制造技术中被广泛应用，尤其是Sa—Pb共晶焊料以其使用的方便性、稳定性的焊接性、价格的合理性、作为实用的低温合金，从古罗马时代开始直到当今高密度的电子组装，一直担任着最适宜性这个角色。但是由于大量电子产品废弃物及旧家用电器逐渐造成的铅污染，对人类生存的地球环境也形成很大的的危害，在最近举办的13届NEPCON微电子展展示的电子设备、电子材料来看，电子组装业已开始迈向一个适合绿色环境要求的新时期。无铅化电子组装工艺已成为新世纪电子制造业的开发、应用重点。     

电子封装无铅化趋势及瓶颈

欧盟通过法令限制电子用品中铅等有害物质的使用,含铅电子产品不久将退出市场,电子封装的无铅化已成必然趋势。焊料的无铅化是无铅封装的关键,目前无铅焊料的研究集中在Sn基焊料和导电胶粘剂两个方向文中介绍了三种典型无铅焊料体系的不足之处以及银导电胶研究中的三个难题,另外,关于无铅焊料还没有一个统一的标准     

无铅电子组装中的铅污染及其可靠性的影响

随着欧盟禁止铅用于2006或2007年之后所生产和进口的电子产品的RoHS／WEEE法规的可能颁布(已于2003年2月13日颁布-译者注)，以及国外公司的竞争导致无铅电子组装工艺在全球的推广，有关各种合金的一致性和可靠性的问题便被提出。即，该选择何种合金?本文将深入地研究Sn／Ag，Sn／Ag/Cu和Sn／Cu合金并比较它们的可靠性测试结果和相关工艺。但是，本文首先会谈谈常被误解的无铅组装中的铅污染问题。也会提及元器件或线路板上的铅会减弱无铅焊接接头的可靠性从而导致焊点失效。     

无铅波峰焊接设备特点

相对于传统的Sn—Pb焊料，无铅焊料需要较高的焊接温度，而且润湿性差，另外免清洗助焊剂和水溶性助焊剂的固体含量低，活性温度高和活性区间窄。无铅焊料和助焊剂的特性决定了无铅波峰焊设备在结构和材料选用上有很大不同。本文通过对无铅波峰焊设备的各个部分的特点进行分析，为传统的旧波峰焊设备的改造提供参考。