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無鉛焊點焊接界面的組織結構

發布時間:2012/10/8 20:02:05 訪問次數:854

   圖8.18是用不同無鉛錫膏MBI5026GF實際焊接0.65mmQFP,并對SMA進行溫度沖擊,其條件是采用氣相式溫度循環試驗機,溫度范圍為O℃~100℃,AT=100℃,溫度交變速率為0.5℃/min,保持lOmin.循環周期分別為400、800、1200和1600,然后采用萬能精密拉伸試驗機按45。方向拉伸QFP引腳的結果。

            
    從表8.11和圖8.18中的數字可以得出如下結論:Sn-3.5Ag焊料拉伸強度稍小于Sn-37Pb焊料,但在Sn-3.5Ag中增加少量Cu后,其強度高于Sn-37Pb焊料,特別經溫度循環老化后,Sn-3.5Ag以及Sn-3.5Ag-0.7Cu焊料有良好的抗疲勞特性,其壽命是Sn-Pb焊料的3~5倍,并且Sn-3.5Ag以及Sn(3~3.5) Ag (0.7~1.3) Cu的延伸率也接近于Sn-37Pb,故它們可以拉成無鉛錫絲,在推廣無鉛焊料的早期Sn-Ag-Cu是各國已認同的無鉛焊料。
    Bi是一種脆性金屬(帶有非金屬特性),合金中加入Bi后的熔點下降,潤濕能力會提高,無論是在Sn-3.5Ag中加入Bi(5%),還是Sn.58Bi合金,材料的延伸率均較低,不適合拉成絲。特別是隨著Bi含量增高(大于5%),其合金的性能會明顯惡化,因此在無鉛焊料中使用含Bi合金應慎重,特別值得一提的是當焊接部位中有鉛存在時,會形成Sn-Pb-Bi結晶,該結晶的熔點僅為97℃,故有可能會影響焊點的疆度。
    Sn-0.7Cu+Ni合金是一種能適用波峰焊的無鉛焊料,隨著元器件及PCB耐熱性提高它將會廣泛用于再流焊。
    Sn-8.82n合金焊料因Zn活性高易引起Sn-882n焊料的可焊性差以及焊點易出現腐蝕現象,目前正處于如何解決問題的階段,特別是增加3%的Bi后,能明顯改善上述性能,因此Sn-8.82n-3Bi仍是值得進一步研究的無鉛焊料,東南大學在此基礎上添加稀有元素后,Sn-8.82n-3Bi的綜合性能明顯提高。如果Sn-8.82n-3Bi的性能進一步得到驗證,推廣Sn-Zn系焊料并作為Sn-Ag系焊料的替代品僅是時間問題,因為它的最大優點是焊接溫度最接近Sn-37Pb焊料。

   圖8.18是用不同無鉛錫膏MBI5026GF實際焊接0.65mmQFP,并對SMA進行溫度沖擊,其條件是采用氣相式溫度循環試驗機,溫度范圍為O℃~100℃,AT=100℃,溫度交變速率為0.5℃/min,保持lOmin.循環周期分別為400、800、1200和1600,然后采用萬能精密拉伸試驗機按45。方向拉伸QFP引腳的結果。

            
    從表8.11和圖8.18中的數字可以得出如下結論:Sn-3.5Ag焊料拉伸強度稍小于Sn-37Pb焊料,但在Sn-3.5Ag中增加少量Cu后,其強度高于Sn-37Pb焊料,特別經溫度循環老化后,Sn-3.5Ag以及Sn-3.5Ag-0.7Cu焊料有良好的抗疲勞特性,其壽命是Sn-Pb焊料的3~5倍,并且Sn-3.5Ag以及Sn(3~3.5) Ag (0.7~1.3) Cu的延伸率也接近于Sn-37Pb,故它們可以拉成無鉛錫絲,在推廣無鉛焊料的早期Sn-Ag-Cu是各國已認同的無鉛焊料。
    Bi是一種脆性金屬(帶有非金屬特性),合金中加入Bi后的熔點下降,潤濕能力會提高,無論是在Sn-3.5Ag中加入Bi(5%),還是Sn.58Bi合金,材料的延伸率均較低,不適合拉成絲。特別是隨著Bi含量增高(大于5%),其合金的性能會明顯惡化,因此在無鉛焊料中使用含Bi合金應慎重,特別值得一提的是當焊接部位中有鉛存在時,會形成Sn-Pb-Bi結晶,該結晶的熔點僅為97℃,故有可能會影響焊點的疆度。
    Sn-0.7Cu+Ni合金是一種能適用波峰焊的無鉛焊料,隨著元器件及PCB耐熱性提高它將會廣泛用于再流焊。
    Sn-8.82n合金焊料因Zn活性高易引起Sn-882n焊料的可焊性差以及焊點易出現腐蝕現象,目前正處于如何解決問題的階段,特別是增加3%的Bi后,能明顯改善上述性能,因此Sn-8.82n-3Bi仍是值得進一步研究的無鉛焊料,東南大學在此基礎上添加稀有元素后,Sn-8.82n-3Bi的綜合性能明顯提高。如果Sn-8.82n-3Bi的性能進一步得到驗證,推廣Sn-Zn系焊料并作為Sn-Ag系焊料的替代品僅是時間問題,因為它的最大優點是焊接溫度最接近Sn-37Pb焊料。

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