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1、电子工艺技术第31卷第1期16ElectronicsProcessTechnology2010年1月Sn-Bi-Sb无铅焊料微观结构及性能王大勇,顾小龙(浙江省冶金研究院亚通焊材有限公司,浙江杭州310021)摘要: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
2、率为35.9%,扩展率为80.6%,熔点为226.9e~234.4e。关键词:无铅焊料;制备工艺;微观组织;力学性能中图分类号:TN604文献标识码:A文章编号:1001-3474(2010)01-0016-04MicrostructureandPropertiesofSn-Bi-SbLead-freeSolderWANGDa-yong,GUXiao-long(ZhejiangAsiaGeneralSoldering&BrazingMaterialCO.,LTDofZhejiangMetallurgicalResearchInstitute,Hangz
3、hou310021,China)Abstract:Theresearchexploresthemanufacturingprocess,microstructures,mechanicalandphysicalpropertiesofSn-(1.3~1.5)Bi-(0.4~0.6)Sbsolder,andanalysestherelationbetweenmechanicalpropertiesandmicrostructuresofthesolder.Theresultsshowsthatthesolderhashighstrengthandduc-
4、tibility,goodwettabilityandmanufacturingproperty.Itsmicrostructureconsistsof(Sn),B(SbSn)and(Bi).Andthesolderhasthetensilestrengthof55.4Mpa,theelongationof35.9%,thespreadrateof80.6%,andthemeltingpointof226.9e~234.4e.Keywords:Lead-freesolder;Process;Microstructure;Mechanicalproper
5、tiesDocumentCode:AArticleID:1001-3474(2010)01-0016-04[3]铅对人类身体健康和生态系统的危害均较大,Sn-Cu系和Sn-Ag-Cu系。Sn-Cu系焊料的正是由于铅的危害性,人们越来越关注铅的污染问显著优点是不含贵金属,成本低;缺点是润湿性较题,提出重视环保,提倡绿色制造,这已是电子行业差,综合力学性能较低,Sn-0.7Cu是该系的主要产[1,2]的大势所趋。针对这一问题世界各国已相继出品。Sn-Ag-Cu系具有润湿性相对较高和综合力台一系列法令和法规来防治电子产品所带来的生态学性能良好等优点,被公认为
6、目前性能最佳的无铅[4~6]污染问题,其中最有影响力的是欧盟颁布的RoHS焊料。Sn-Ag-Cu系焊料中,关注最多的是美指令以及我国颁布的5电子信息产品生产污染防治国NEMI推荐的Sn-3.9Ag-0.6Cu,欧盟推荐的Sn-管理办法6,这些法令和法规对含铅焊料的使用都3.8Ag-0.7Cu和日本JEITA推荐的Sn-3.0Ag-有明确的限制。0.5Cu。上述三种焊料性能差异不大,Sn-3.0Ag-根据焊料的焊接、物理和力学性能以及封装工0.5Cu因具有更低的成本而倍受推崇。然而Sn-艺等特点,目前电子行业使用较多的无铅焊料是3.0Ag-0.5Cu焊料
7、中的银含量较多,导致成本偏基金项目:浙江省科技计划项目(项目编号:2006F20003)。作者简介:王大勇(1973-),男,毕业于哈尔滨工业大学,博士,主要从事电子封装焊料、中温钎焊材料和助焊剂的研发工作。2010年1月王大勇等:Sn-Bi-Sb无铅焊料微观结构及性能17并高,且该焊料已经被美国和日本专利所保护,生产切除钎料铸锭冒口部位材料,获得成分均匀和无缺该种焊料需支付昂贵的知识产权费用。陷的铸锭。本文研究了一种新型的Sn-Bi-Sb无铅焊料,2.1.2挤压工艺研究其不含贵金属元素,具有成本低、强度和塑性高等优采用350T卧式油压机挤压无铅钎料铸
8、锭,挤压点;并探讨了焊料力学性能与微观结构间的关系。过程中主要控制挤压控制柜温度、挤压盘温度、
