什么是無鉛釬料?
無鉛釬料(Pb-free solder),是指釬料的化學(xué)成分中不含鉛(Pb),Rohs指令中要求Pb含量不超過1000PPM即0.1%。無鉛釬料的主要代表是錫基釬料,使用最多的無鉛釬料為錫銀銅無鉛釬料,被行業(yè)認(rèn)為代替錫鉛釬料的最佳選擇。,以下是對無鉛釬料合金實(shí)用化和物理性能進(jìn)行的匯總:
產(chǎn)業(yè)實(shí)用化要求
無鉛釬料合金在電子產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用需要滿足以下要求,以確保其在實(shí)際生產(chǎn)中的廣泛使用和可靠性
1、熔點(diǎn):熔點(diǎn)應(yīng)盡量接近SnPb共晶釬料(約183℃),這樣可以避免對現(xiàn)有的設(shè)備、工藝參數(shù)及基板進(jìn)行大幅修改,有助于無鉛釬料的快速推廣和應(yīng)用。
2、導(dǎo)電性能:由于電子組裝部件上的釬焊焊點(diǎn)較小,釬焊接頭的導(dǎo)電性能尤為重要。良好的導(dǎo)電性能可以避免電阻熱的產(chǎn)生,對釬焊接頭的可靠性產(chǎn)生不利影響。
3、潤濕性能:良好的潤濕性能是形成良好釬焊接頭的前提條件。潤濕性能好的釬料能夠更好地覆蓋和填充焊接表面,形成更可靠的連接。
4、力學(xué)性能:釬焊接頭在電子組裝中起到機(jī)械連接的作用,因此無鉛釬料合金應(yīng)具有良好的力學(xué)性能,包括強(qiáng)度、韌性等,以應(yīng)對熱沖擊、機(jī)械震動、高溫等惡劣環(huán)境。
無鉛釬料合金主要元素的物理性能
無鉛釬料通常使用Ag、Cu、Sb、Bi、In等金屬元素替代SnPb釬料中的Pb。這些金屬元素具有不同的物理性能,這些性能會對由其組成的合金的性能產(chǎn)生影響。以下是一些主要元素的物理性能(包括Pb作為對比):
銀(Ag):具有高導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性,常用于提高釬料的導(dǎo)電性能。
銅(Cu):同樣具有高導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性,也是無鉛釬料中常用的添加元素。
銻(Sb):用于改善釬料的機(jī)械性能和潤濕性能。
鉍(Bi):熔點(diǎn)較低,可以降低釬料的熔點(diǎn),但導(dǎo)電性能較差。
銦(In):同樣具有較低的熔點(diǎn),但成本較高。
這些元素的組合和比例會直接影響無鉛釬料合金的整體性能。因此,在研發(fā)無鉛釬料時,需要綜合考慮各種元素的影響,通過調(diào)整元素組成和比例來優(yōu)化合金的性能。
以下表為無鉛釬料相關(guān)金屬元素的基本物理性質(zhì)(為了對比,Pb的物理性能也列入其中)。