Sn-Ag-Cu无铅焊料的可靠性研究

欧盟对电子产品的RoHS法令的实施加快了电子封装钎焊无铅化的步伐。Sn-Ag-Cu焊料以其优良的机械性能和可焊性,逐渐得到了国际社会的认可。文章对无铅焊料的发展过程,Sn-Ag-Cu合金的性能进行了综述,重点介绍了Sn-Ag-Cu焊点的可靠性,包括试验法和有限元法。最后对Sn-Ag-Cu焊料的应用前景进行了展望。     

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。     

三种典型Sn-Ag-Cu无铅钎料的组织和性能研究

对比研究了三种典型标称成分的Sn-Ag-Cu钎料(即日本JEIDA推荐的Sn-3.0Ag-0.5Cu、欧盟IDEALS推荐的Sn-3.8Ag-0.7Cu和美国NEMI推荐的Sn-3.9Ag-0.6Cu)的显微组织特征、熔化特性、润湿性以及钎焊接头微焊点的力学性能等。结果表明,三种钎料的组织和性能非常接近。然而从性价比等方面综合考虑,Sn-3.0Ag-0.5Cu为三种钎料中最具优势的替代传统Sn-Pb钎料(共晶和近共晶钎料)的无铅合金。     

Ce对Sn-Ag-Cu系焊料合金的组织与性能影响

通过添加稀土Ce研究了Sn-3.0Ag-2.8Cu系焊料合金的显微组织和性能。用光学显微镜、SEM、EDX对其显微组织进行分析,并且对其导电性,润湿性,硬度等重要性能进行测试。结果表明,添加稀土w(Ce)为1%焊料合金的导电性明显提高;而润湿角明显减小,润湿性增强;同时焊料合金的硬度也有所增加。     

Sn-Zn系无铅焊料抗氧化性和润湿性研究现状

Sn—Zn无铅焊料由于熔点接近Sn—Pb、价格低廉、无毒性、力学性能优良等特点,倍受人们的关注。然而由于Zn的表面活性高,在钎焊过程中焊料容易氧化,导致了润湿性能下降。本文综述合金元素对Sn—Zn无铅焊料氧化性能、润湿性的影响。并对Sn—Zn焊料今后的研究方向进行了简要分析。     

Sn-Zn系无铅焊料抗氧化性和润湿性研究现状

Sn-Zn无铅焊料由于熔点接近Sn-Pb,价格低廉、无毒性、力学性能优良等特点,倍受人们的关注。然而由于Zn的表面活性高,在钎焊过程中焊料容易氧化,导致了润湿性能下降。本文综述合金元素对Sn-Zn无铅焊料氧化性能、润湿性的影响。并对Sn-Zn焊料今后的研究方向进行了简要分析。     

Sn-Zn-Bi无铅焊料表面张力及润湿性研究

采用气泡最大压力法对Sn-9Zn-XBi焊料进行了表面张力测试,用平衡法测试焊料的润湿性。结果表明:Bi的添加大大降低了Sn-Zn系焊料熔体的表面张力;然而焊料暴露在空气环境下1min后,表面形成ZnO导致其表面张力增大;Bi的增加提高了焊料在铜片上的润湿力,缩短了润湿时间;Sn-9Zn-XBi焊料润湿力仍低于Sn-40Pb,其原因是焊料–铜界面能偏高。     

Sn-Zn系无铅焊料研究和亟待解决的问题

文章介绍了无铅焊料研究的趋势及Sn-Zn系焊料研究取得的最新进展,分析了Sn-Zn系焊料与Sn-Ag系焊料研究的差距。最后,文章还总结了Sn-Zn系焊料研究面临的困难,找出了存在于基础研究和应用研究领域的若干问题,指出Sn-Zn系焊料的研究还需要更加深入。     

新型Sn-Ag-Cu-Cr无铅焊料合金的研究

对新型Sn-Ag-Cu-Cr无铅焊料进行了熔点、力学性能、润湿性能等的测试,并从微观方面分析了Cr对Sn-Ag-Cu系无铅焊料的作用规律机理。结果表明:Cr的加入对材料力学性能的影响较为显著,当Cr含量(质量分数)在0.1%左右时可提高焊料的各项力学性能指标,而当含量过高后,又将降低材料的强度,提高脆性,Cr含量少于0.5%时,对焊料的熔点影响较小,而Cr的加入对焊料的铺展性能却有降低作用。     

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。     

Sn-Ag-Cu无铅钎料互连焊点的电迁移研究进展

电迁移问题作为影响焊点可靠性的关键问题之一,容易导致焊点出现裂纹、丘凸和空洞等焊接缺陷.其失效机制有电流拥挤效应、焦耳热效应、极化效应和金属间化合物失效等.聚焦Sn-Ag-Cu系无铅钎料焊点的电迁移问题,介绍了这一领域电迁移的失效机制、影响因素和防止措施的研究现状,并展望了今后的研究发展趋势.     

Sn-Ag-Cu焊料应用技术

概述了NEC的Sn-Ag-Cu焊料的应用技术现状和引起剥离的解决方法。     

Sn—Ag—Cu系无铅焊料及其接合可靠性评价

概述了Sn-Ag-Cu系无铅焊料及其接合可靠性评价,以及无铅焊料应用的关键点。     

Study of Solidification Cracks in Sn-Ag-Cu Lead-Free Solder Joints

In the present work, solidification cracks in Sn-Ag-Cu solder joints were investigated. Experimental results indicate that solidification cracks existed in significant numbers in the miniature Sn-Ag-Cu solder joints. In order to create solidification cracks in the miniature solder joints during solidification and evaluate the susceptibility of Sn-Ag-Cu alloys to solidification cracking, a copper self-restraint specimen was designed, which can simulate the process of solidification crack formation. The solidification crack susceptibility of the Sn-Ag-Cu solder alloy was evaluated using the total crack length of the solder joint. In addition, the effect of trace amounts of elemental additions on solidification cracking of Sn-Ag-Cu solder joints was studied. It was found that adding trace amounts of Ni or Ce could depress the solidification cracks in Sn-3.0Ag-0.5Cu solder joints. However, P additions aggravated the formation of solidification cracks.     

微电子封装中Sn—Aq—Cu焊点剪切强度研究

提出了一种对微电子封装器件中焊点剪切强度进行测试的方法，可有效降低测试误差。利用该方法，对Sn—Ag—Cu无铅焊料分别在Cu基板和Ni-P基板上形成的焊点，经不同的热时效后的剪切强度进行了测量，并对断裂面的微观结构进行了研究。结果表明，新的剪切测试方法误差小，易于实施，焊点剪切强度、断裂面位置与焊料在不同基板界面上金属间化合物的形貌、成分有关。     

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。     

Sn—Bi无铅焊料的研究

通过总结传统Sn-Pb焊料的特点和研制无铅焊料的条件,综述Sn-Bi无铅焊料低熔点等优点以及脆性大、易偏析的缺点,分析添加In,Ag,AI,Sb等微量合金元素对Sn-Bi无铅焊料微观组织及性能的影响,提出了此合金系焊料的抗蠕变性、导电性、润湿性、拉伸性能等尚待完善的性能及可采用合金化、开发新型焊剂等新方法使Sn-Bi焊料成为理想的无铅焊料,为无铅焊料的进一步研究提供一定的参考.     

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.