微电子封装用无铅焊料
无铅焊料研究报告综述
无铅焊料研究报告综述无铅焊料是一种替代传统有害铅族元素的焊接材料。
由于铅的毒性和环境污染问题，无铅焊料的研究和应用已经成为焊接领域的一个热门话题。
本综述将对无铅焊料的研究现状进行概述，并讨论其应用前景。
一、研究背景无铅焊料的研究起源于对铅的环境和健康问题的关注。
传统的铅焊料在焊接过程中会释放出有害物质，对人体健康和环境造成潜在风险。
随着环境保护意识的提高，研究人员开始寻找无铅的替代品，以减少对环境和人体的伤害。
二、无铅焊料类型目前，无铅焊料的研究主要集中在两个方面：无铅钎料和无铅焊丝。
无铅钎料是一种用于电子元器件和微电子封装的焊接材料，其主要成分是镍，银和锡等无铅合金。
无铅焊丝则适用于半导体和电子组件的焊接，广泛用于电子设备制造和汽车行业。
三、无铅焊料的特点与传统的铅焊料相比，无铅焊料具有以下几个显著的特点：1.环保：无铅焊料不会释放有害的铅元素，对环境和人体健康无毒害性，符合环保要求。
2.可靠性：无铅焊料能满足组件焊接的可靠性要求，其焊缝强度和抗热冲击性能优于传统铅焊料。
3.经济性：由于铅焊料的成本逐渐增加，无铅焊料因其可再生性而具有更低的成本。
四、无铅焊料的研究进展在无铅焊料的研究中，研究人员主要关注材料的性能和工艺优化。
针对无铅钎料，目前的研究主要集中在改善焊缝强度和抗热冲击性能，提高焊接质量。
而对于无铅焊丝，研究人员主要致力于提高其润湿性和可焊性，以满足高要求的焊接工艺。
五、无铅焊料的应用前景随着环保意识的提高和环境保护法规的加强，无铅焊料将逐渐取代传统铅焊料成为焊接领域的主流材料。
虽然无铅焊料在性能和工艺上仍存在一些挑战，但其广泛应用的前景是十分乐观的。
尤其是在电子设备制造、汽车行业和航空航天等高端领域，无铅焊料将成为必备的焊接材料。
六、总结无铅焊料的研究和应用是一个具有重要意义的课题。
其环保性和可靠性使得无铅焊料成为未来焊接材料的重要发展方向。
然而，目前研究仍面临一些挑战，如材料性能和工艺优化等。
微电子封装无铅钎焊的可靠性研究
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中 圈分类 号 ： Ｎ ６ 文 献标 识 码 ：Ａ Ｔ ４Ｏ
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Ｄｏｃｕｍｅｎｔ．ｌ Ａ Ｐ ｄｏ： ， ４
微 电 子 封 装 技 术 的 发 展 方 向 之 一 。 替 代 传 统 的 锡 铅 焊 料 ，以 提 高 焊 接
但 是 封 裴 材 料 的 无 铅 化 对 产 品 的 质 产 品 的 可 靠 性 。 量 却 有 着 重 大 的 影 响 ， 特 别 是 产 品
对 于 微 电 子 领 域 使 用 的 焊 料 有 着 很 严 格 的 性 能 耍 求 ，不 仅 包 括 电
。 重 要任 务 。
步 发 展 成 为 一 种 多 学 科 交 叉 的 热 门 传 统 的 铅 锡 焊 料 由 于 扰 蠕 变 性 能
技 术 。 微 电 子 技 术 的 发 展 ， 极 大 地 差 ， 导 致 焊 点 过 早 失 效 ， 已 能 满
３． 铅 钎 料 的研 究 无
高 低 是 衡 量 产 品 优 劣 的 关 键 指 标 。 于 电 连 接 ， 又 用 于 机 械 连 接 ；在 服 伞 满 足 了 例 如 表 ３—２ 条 件 后 能 代
那 么 如 何 去 确 定 和 评 估 这 个 影 响 ， 役 条 件 下 ， 电路 的 周 期 性 通 断 ， 和 替 传 统 的 铅 锡 焊 料 而 ＿于 ｓ ｌ ＝ ｛ ｊ ＭＴ（ 面 表
电子封装的绿色环保材料考核试卷
8.电子封装的绿色化不仅涉及材料的选择，还包括生产过程中的_______控制。（）
9.环氧树脂是一种常用的电子封装材料，它具有良好的_______性能和机械性能。（）
10.促进电子封装绿色环保材料的应用，有助于实现电子产业的_______发展。（）
B.材料成本
C.电气性能
D.市场需求
3.无铅焊料相比含铅焊料的优势包括？( )
A.环境友好
B.生物可降解
C.导电性能好
D.降低健康风险
4.生物可降解塑料在电子封装中的应用优点有？( )
A.减少环境污染
B.提高产品性能
C.降低生产成本
D.可堆肥化
5.以下哪些材料可用于绿色环保型电子封装？( )
A.环氧树脂
10.电子封装绿色环保材料的发展趋势不包括以下哪一项？( )
A.高性能
B.低成本
C.重金属含量增加
D.环境友好
11.以下哪种材料不属于无铅焊料的成分？( )
A.铋
B.铅
C.铜氧化物
D.银氧化物
12.电子封装绿色环保材料的研究重点是？( )
A.提高材料性能
B.降低生产成本
C.减少环境污染
D. ABC都是
B.聚乳酸
C.铅焊料
D.无铅焊料
6.电子封装材料的环境友好性评价标准包括？( )
A.生物降解性
B.能源消耗
C.废物处理
D.材料再利用
7.以下哪些是绿色电子封装技术的发展趋势？( )
A.高性能
B.低成本
C.易回收
D.长寿命
8.电子封装过程中可能产生的环境问题包括？( )
Sn-Bi系列低温无铅焊料及其发展趋势
摘要：对国内外无铅焊料的发展情况进行了综述，总结了微电子行业的高、中、低温无铅焊料的应用技术领域，详细介绍了Sn-Bi系低温无铅焊料的发展及其物理化学性能，并从市场的角度分析了该系无铅焊料的发展趋势及市场前景。
关键词：无铅焊料；低温焊料；锡－铋合金；发展趋势Low Temperature Lead-free Solder and Its Developing TendencyXu-jun, Hu-qiang, He hui-jun, Zhang fu-wen(Beijing COMPO Solder Co., Ltd.；General Research Institute forNon-ferrous Metals)Abstract: This paper reviews the development of lead-free solder, and also summarized several main lead-free solders and their applying field. It introduces some low temperature solders and analyzes the physical & chemical property of Sn-Bi system solder in particularly. Further more, the developing requirement and tendency of Sn-Bi system low melting point Pb-free solder is analyzed from the market point.Keywords: Lead-free solder；low temperature solder；Sn-Bi alloy；Development tendency0 前言锡铅焊料历史悠久，但随着对铅毒性的认知和电子工业发展对焊点的高要求，无铅焊料已逐渐取代了传统锡铅焊料。
电子焊料的无铅化及可靠性问题_顾永莲
电子焊料的无铅化及可靠性问题＊顾永莲,杨邦朝(电子科技大学微电子与固体电子学院,四川成都610054)摘 要: 随着环境保护意识的增强,人们更清楚意识到铅的剧毒性给人类健康、生活环境带来的严重危害,全球范围已相继立法规定了使用含铅电子焊料的最后期限,无铅封装,无铅焊料成为了近年来的研究热点问题。
本文主要叙述了研究无铅焊料的驱动力,以及无铅焊料须满足的基本要求、常用无铅焊料的优缺点和改进方法,同时介绍了无铅化焊接由于焊料的差异和工艺参数的调整,给焊点可靠性带来的相关问题。
关键词: 无铅焊料;焊点;可靠性中图分类号: TN405文献标识码:A 文章编号:1001-9731(2005)04-0490-051 引 言传统锡铅焊料因具有廉价、易焊接、成形美观、物理、力学和冶金性能好等特点而作为连接元器件和印刷电路板的标准材料,并形成了一整套的使用工艺,长期以来深受电子商家的青睐。
研究表明Pb在Sn-Pb 焊料中起着以下重要作用:(1)减少表面张力,有利于浸润;(2)能阻止锡疫发生,所谓锡疫是指在13℃以下发生由自由锡(β-Pb)到灰锡(α-Pb)的相变,从而导致26%的体积膨胀;(3)促进焊料与被焊元件之间的快速形成键合。
虽然铅锡焊料有如此多的优点,但由于铅属剧毒物质,长期使用含铅焊料会给人类健康和生活环境带来严重危害,因此限制和禁止使用含铅焊料的呼声日益高涨,各国政府纷纷制定相应的法规约束电子用品的使用材料和废弃物的处理,使电子封装的环境友好化要求已成为全球趋势。
另外无铅化技术由于焊料的差异和焊接工艺参数的调整,必不可少的会给焊点可靠性带来一定的影响。
而SM T、MCM焊点是直接实现异质材料间电气及机械连接(主要承受剪切应变),它的质量与可靠性很大程度决定了电子产品的质量[1,2]。
因此,无铅焊点的可靠性越来越受到重视。
本文研究无铅焊料的驱动力,无铅焊料的基本要求,常用无铅焊料的性能及评价,以及无铅焊点可靠性的相关问题作了介绍。
集成电路封装材料-微细连接材料及助焊剂
9.1.2 微细连接材料类别和材料特性
图9-4 引线键合设备制造钉头凸点工艺流程图
9.1.2 微细连接材料类别和材料特性
与焊料凸点相比，金和铜钉头凸点具有以下特点：
（1）钉头凸点导电性好，就电阻率而言，常温下铅锡合金的电阻率约为22 mΩ·cm，而金 的电阻率为2.19 mΩ·cm，铜的电阻率为1.72 mΩ·cm，相差一个数量组。
（2）钉头凸点互连能够提供一种清洁的、无污染的界面，而传统焊料凸点倒装芯片互连 工艺往往要使用助焊剂，会对界面造成污染，甚至元器件表面造成腐蚀，从而显著降低了 互连接头的性能和可靠性。
（3）钉头凸点结构中不需要凸点下金属层，工艺较为简单。
（4）由于键合互连过程中没有液相存在，在键合时不能实现自支准，因此钉头凸点在封 装时对设备的对位精度要求较高。
9.1.2 微细连接材料类别和材料特性
聚合物凸点被认为是能替代焊料凸点的微细连接材料之一。 聚合物凸点具有高度一致性和柔性等优势，在柔性器件封装和微机电系 统封装中有较大应用潜力。
9.1.3 新技术与材料发展
图9-10 微细封装材料的技术发展路线图
9.1.3 新技术与材料发展
新的凸点材料和结构的技术方案 1）超窄节距凸点 德国汉诺威激光中心（Laser Zentrum Hannover）的Korte等人用飞秒激光 诱导方法在镀有金薄的石英上制造超窄节距的金凸点阵列。
三维集成中，芯片与芯片的层间互连、芯片与芯片载体（基板）的互连主 要通过凸点或微凸点这样的微细连接材料来实现。
使用了更短和互连路径，三维集成在功耗、带宽等方面优于传统基于引线 键合互连的封装。
焊料凸点互连工艺中会用助焊剂材料，根据是否要对残留物进行清洗，可 分为清洗型助焊剂和免清洗型助焊剂两类。
封装技术在通信电子领域中的应用
封装技术在通信电子领域中的应用随着通信电子领域的持续发展，封装技术的应用越来越广泛。
封装技术可以将电子设备芯片包裹在更加紧凑的封装中，从而提高设备的性能和稳定性。
本文将从封装技术的定义、分类、优缺点以及在通信电子领域中的应用等几方面进行探讨。
一、封装技术的定义与分类封装技术，顾名思义就是将芯片封装在外部的包装中，以达到防尘、隔离、保护等目的。
封装技术广泛应用于半导体工业、微电子工业、通信电子、高精密仪器等领域。
封装技术按照封装材料可以分为塑封、铝外壳、无铅焊接、陶瓷和如今新的激光直写封装等等。
①塑封封装塑封封装通过注塑成型，将芯片贴在铜引线上，并在外部用塑料覆盖。
这种封装方式价格低，封装效果好，但稳定性和防水性能较差。
②铝外壳封装铝外壳封装是将芯片贴在铜基板上，再用铝合金箱子覆盖。
这种封装方式具有良好的导热性能和抗外界干扰能力，但需要付出更高的成本。
③无铅焊接封装无铅焊接封装是使用无铅焊料将芯片和铜引线焊接在一起，外部使用塑料覆盖。
这种封装方式可以防止铅引起的环保问题，但需要更高的成本。
④陶瓷封装陶瓷封装是将芯片贴在陶瓷基板上，并由陶瓷覆盖。
这种封装方式可以提高机械强度，具有更高的耐热性能和长寿命，但价格较高。
二、封装技术的优缺点封装技术作为一种高科技技术，既有优点，也有缺点，需要在封装方案设计中权衡各种因素。
1. 优点①提高芯片的稳定性和可靠性。
封装技术可以将芯片包裹在外部的封装中，保护芯片免受外界干扰，提高芯片的稳定性和可靠性。
②提高芯片的散热性能。
封装材料能够提高散热性能，从而降低芯片发热量，保证设备的正常运行。
③提高外界抗干扰性能。
封装材料可以隔离设备内部和外部，保证信号传输的稳定和精准。
2. 缺点①封装材料的成本高。
不同的封装材料价格不同，某些高性能的封装材料价格较高，使得设备成本也相应增加。
②封装设计需要考虑复杂性。
不同类型的芯片需要不同类型的封装，封装设计要考虑到芯片的特性和使用环境等多种因素。
纳米无铅焊料的研究进展
Ｉ １ ． Ｓ ｈ ｅ ｎ ｚ ｈ ｅ ｎ Ｋ ｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｃ ｅ ｄ Ｍ ａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ． Ｓ ｈ ｅ ｎ ｚ ｈ ｅ ｎ Ｇ ｒ ａ ｄ ｕ ａ ｔ ｅ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ， Ｈ ａ ｒ ｂ ｉ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｓ ｈ ｅ ｎ ｚ ｈ ｅ ｎ ５ １ ８ ０ ５ ５ ． Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ． Ｙ ｉ ｋ Ｓ ｈ ｉ ｎ ｇ Ｔ ａ ｔ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ａ ｌ Ｃ ｏ ． Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｓ ｈ ｅ ｎ ｚ ｈ ｅ ｎ ５ １ ８ １ ０ １ ． Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
２ ０ １ ４ 年１ 月
第３ ５ 卷 第１ 期
Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ Ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
电 子 工 艺 技 术
・
综述 ・
纳米 无铅焊料 的研 究进展
杨 明 ，韩蓓蓓 ，马鑫 ，李明雨
（ １ ． 哈 尔滨工 业大学 深圳研究 生院先进材料深 圳重 点实验室 ，广东 深圳 ５ １ ８ ０ ５ ５ ； ２ ． 深圳市亿铖达工业有 限公 司 ，广 东 深圳 ５ １ ８ １ ０ １ ） 摘 要 ：电子 封装 互 连 过程 中 ，无 铅 锡基 焊 料 是 常用 的连 接 材料 。然而 ，由于 其较 高 的熔 点 （ ２ １ ０～
２ ４ ０℃ ），在 电子器 件连接过 程中需施加较 高的 回流温度 ，这 不仅增加 了电子组 装过程 中的能耗 ，也 大大降低 了器件 的可靠 性 。纳米无铅 焊料具有热力学 尺寸效应 ，其熔 点较块体 材料有大幅度 的降低 ，从 而受到了越来越 广泛 的关注 。综述 了近年来 国内外纳米无 铅焊料 的发展动态 ，介 绍了常用 的纳米无铅焊 料的制 备方法及影响纳 米颗粒 尺寸的 因素 ，总结 了纳米无铅焊料在 应用和存放过程 中所产 生的问题 ，同时也对 纳米无铅 焊料 未来产业
微电子封装
晶圆：由普通硅砂熔炼提纯拉制成硅柱后切成的单晶硅薄片微电子封装技术特点：1：向高密度及高I/O引脚数发展，引脚由四边引出趋向面阵引出发展2：向表面组装示封装(SMP)发展,以适应表面贴装（SMT）技术及生产要求3：向高频率及大功率封装发展4：从陶瓷封装向塑料封装发展5：从单芯片封装（SCP）向多芯片封装（MCP）发展6：从只注重发展IC芯片到先发展封装技术再发展IC芯片技术技术微电子封装的定义：是指用某种材料座位外壳安防、固定和密封半导体继承电路芯片，并用导体做引脚将芯片上的接点引出外壳狭义的电子封装技术定义：是指利用膜技术及微细连接技术，将半导体元器件及其他构成要素在框架或基板上布置、固定及连接，引出接线端子，并通过可塑性绝缘介质灌封固定，构成整体立体结构的工艺技术。
（最基本的）广义的电子封装技术定义：是指将半导体和电子元器件所具有的电子的、物理的功能，转变为能适用于设备或系统的形式，并使之为人类社会服务的科学与技术。
（功能性的）微电子封装的功能：1：提供机械支撑及环境保护；2：提供电流通路；3：提供信号的输入和输出通路；4：提供热通路。
微电子封装的要点：1：电源分配；2：信号分配;3：机械支撑；4：散热通道；5：环境保护。
零级封装：是指半导体基片上的集成电路元件、器件、线路；更确切地应该叫未加封装的裸芯片。
一级封装：是指采用合适的材料（金属、陶瓷或塑料）将一个或多个集成电路芯片及它们的组合进行封装，同时在芯片的焊区与封装的外引脚间用引线键合（wire bonding,WB）、载带自动焊（tape automated bonding,TAB）、倒装片键合（flip chip bonding，FCB）三种互联技术连接，使其成为具有实际功能的电子元器件或组件。
二级封装技术：实际上是一种多芯片和多元件的组装，即各种以及封装后的集成电路芯片、微电子产品、以及何种类型元器件一同安装在印刷电路板或其他基板上。
无铅焊点可靠性测试方法
无铅焊点可靠性测试方法随着电子信息产业的日新月异，微细间距器件发展起来，组装密度越来越高，诞生了新型SMT、MCM技术，微电子器件中的焊点也越来越小，而其所承载的力学、电学和热力学负荷却越来越重，对可靠性要求日益提高。
电子封装中广泛采用的SMT封装技术及新型的芯片尺寸封装（CSP）、焊球阵列（BGA）等封装技术均要求通过焊点直接实现异材间电气及刚性机械连接（主要承受剪切应变），它的质量与可靠性决定了电子产品的质量。
一个焊点的失效就有可能造成器件整体的失效，因此如何保证焊点的质量是一个重要问题。
传统铅锡焊料含铅，而铅及铅化合物属剧毒物质，长期使用含铅焊料会给人类健康和生活环境带来严重危害。
目前电子行业对无铅软钎焊的需求越来越迫切，已经对整个行业形成巨大冲击。
无铅焊料已经开始逐步取代有铅焊料，但无铅化技术由于焊料的差异和焊接工艺参数的调整，必不可少地会给焊点可靠性带来新的问题。
因此，无铅焊点的可靠性也越来越受到重视。
本文叙述焊点的失效模式以及影响无铅焊点可靠性的因素，同时对无铅焊点可靠性测试方法等方面做了介绍。
焊点的失效模式焊点的可靠性实验工作，包括可靠性实验及分析，其目的一方面是评价、鉴定集成电路器件的可靠性水平，为整机可靠性设计提供参数；另一方面，就是要提高焊点的可靠性。
这就要求对失效产品作必要的分析，找出失效模式，分析失效原因，其目的是为了纠正和改进设计工艺、结构参数、焊接工艺等，焊点失效模式对于循环寿命的预测非常重要，是建立其数学模型的基础。
下面介绍3种失效模式。
1、焊接工艺引起的焊点失效焊接工艺中的一些不利因素及随后进行的不适当的清洗工艺可能会导致焊点失效。
SMT 焊点可靠性问题主要来自于生产组装过程和服役过程。
在生产组装过程中，由于焊前准备、。
无铅焊锡丝牌号及用途
无铅焊锡丝牌号及用途
无铅焊锡丝是一种环保型的焊接材料，用途广泛。
根据其合金成分的不同，无铅焊锡丝可以分为多种牌号，每种牌号具有不同的物理性能和适用范围。
以下是几种常用的无铅焊锡丝牌号及其用途：
1. SAC305：主要成分为银、铜和锡，适用于电子元器件的焊接，具有优良的电性能和热稳定性。
2. SAC0307：主要成分为银、铜、锡和镍，适用于薄板金属和塑料焊接，具有高强度和良好的耐腐蚀性。
3. SAC105：主要成分为银、铜和锡，适用于车间和工业制造领域的焊接，具有良好的流动性和热稳定性。
4. SAC405：主要成分为银、铜、锡和铋，适用于微型电子元器件的焊接，具有优良的可焊性和流动性。
除了以上几种常见的无铅焊锡丝牌号外，还有许多其他牌号的无铅焊锡丝，如SAC0305、SAC0805等。
选择合适的无铅焊锡丝牌号，可以保证焊接质量，提高生产效率，同时也可以减少对环境的影响。
- 1 -。
无铅电子封装材料的研究与开发
无铅电子封装材料的研究与开发一、背景介绍随着环保意识的深入，人们对于环境污染的关注越来越高，也越来越重视绿色制造和生产。
在电子制造行业中，电子封装材料是一个重要的研究领域。
一些电子封装材料中常含有铅等有毒物质，对环境和人类健康造成危害，因此无铅电子封装材料的研究与开发已经成为了许多研究人员的热点。
二、无铅电子封装材料的定义无铅电子封装材料可以在电子制造行业中替代传统的含铅电子封装材料，以减少对环境造成的污染。
无铅电子封装材料主要采用无铅焊料、无铅高温塑料等材料，在产品生产线上可以与原有的生产流程相兼容，不会对原有的生产流程造成太大的影响。
三、无铅电子封装材料的开发1、无铅焊料的开发在无铅电子封装材料中，无铅焊料是一个重要的材料，因为焊料对整个电路的稳定性有着至关重要的作用。
传统的含铅焊料虽然可以确保焊接的稳定性，但含有有毒物质，对环境污染和人类健康造成危害。
因此，无铅焊料的开发成为了无铅电子封装材料研究的重点之一。
在无铅焊料的开发过程中，需要研究无铅焊料的焊接性、稳定性、可靠性和耐热性等方面的性能。
同时，还需要考虑无铅焊料在焊接过程中的氧化和金属结构变化等问题，以确保焊接后的产品的稳定性和可靠性。
2、无铅高温塑料的开发在无铅电子封装材料的研究中，无铅高温塑料也是一个重要的材料。
传统的含铅高温塑料在生产过程中不仅需要使用含有有毒物质的材料，而且还存在着环保和稳定性方面的问题。
因此，研究无铅高温塑料的材质和相应的加工工艺成为了一个研究重点。
在无铅高温塑料的开发过程中，需要考虑材料的可加工性、耐热性和稳定性等方面的性能。
同时，还需要研究无铅高温塑料在加工过程中的流变行为和热稳定性等问题，以确保产品的质量和稳定性。
3、无铅电子封装材料的应用通过对无铅电子封装材料进行研究和开发，可以将其应用到电子制造行业的不同领域中。
无铅电子封装材料可以在电子产品的生产线上替代传统含铅电子封装材料，以减少对环境的污染和对人类健康的危害。
Au80Sn20无铅钎料的可靠性研究
Au80Sn20无铅钎料的可靠性研究*范琳霞，荆洪阳，徐连勇(天津大学材料科学与工程学院，天津 300072)摘要：随着电子产品小型化，无铅化的发展，对焊料提出了更高的要求。
无铅钎料Au80Sn20由于具有优良的力学性能在高可靠性气密封装和芯片焊接中被广泛应用。
本文综述了近几年来Au80Sn20的发展状况，重点介绍了该焊料的可靠性研究。
关键词：无铅钎料；Au80Sn20；可靠性；力学性能Reliability Study Of Au80Sn20 Lead-free SolderFan Lin-xia, Jing Hong-yang, Xu Lian-yong(School of Materials Science and Engineering,Tianjin University ,Tianjin 300072,China) Abstract: with the miniaturized and lead-free development of electronic products ,higher demand is put forward about solder . Lead-free solder Au80Sn20 is widely applied in high reliable hermetic package and die welding due to excellent mechanical property.The text summarizes the development status of Au80Sn20 in recent several years,and emphasizes to introduce the reliability study of the solder.Keywords: Lead-free Solder; Au80Sn20; reliability; mechanical property1 前言共晶SnPb焊料作为主流的互连材料长期以来一直广泛用于电子工业中。
无铅焊料知识范文
无铅焊料知识范文无铅焊料是指焊接或电子元件间的有害物质中无铅的焊接材料。
相对于传统的含铅焊料，无铅焊料具有更低的环境和健康风险。
随着环保意识的提高和环保法规的出台，无铅焊料在电子制造、航空航天、汽车制造等行业得到了广泛应用。
一、无铅焊料的种类目前市场上常见的无铅焊料主要有以下几种：1.铅锡系列：主要成分为锡（Sn）和铅（Pb），没有添加其他有害物质。
2.锡铜系列：主要成分为锡（Sn）和铜（Cu），可以添加少量其他金属元素如镍（Ni）、铋（Bi）等。
3.锡银系列：主要成分为锡（Sn）、银（Ag），可以添加少量其他金属元素如铜（Cu）、锑（Sb）等。
4.钴系列：主要成分为钴（Co），可以添加少量其他金属元素如铜（Cu）、铅（Pb）等。
5.锡银铜系列：主要成分为锡（Sn）、银（Ag）、铜（Cu），可以添加少量其他金属元素如镍（Ni）、铋（Bi）等。
二、无铅焊料的优势相比于传统的含铅焊料，无铅焊料有以下几个优势：1.环保安全：无铅焊料不含有毒有害物质铅，不会对环境和人体健康产生危害。
符合现代环保要求和法规标准。
2.生产成本低：由于铅的价格较高，使用无铅焊料可以降低产品的生产成本。
3.焊接质量好：无铅焊料的润湿性能和焊接性能较好，可以提高焊接质量和可靠性。
4.技术难度低：与含铅焊料相比，无铅焊料在焊接工艺上的要求相对较低，易于控制和操作。
5.符合国际标准：无铅焊料的应用已成为国际电子行业的发展趋势，符合国际标准的要求。
三、无铅焊料的应用领域无铅焊料目前在电子制造、航空航天、汽车制造等行业得到广泛应用，具体应用领域包括：1.电子制造：无铅焊料广泛应用于电子产品的制造过程中，如电路板焊接、小型电子元件的焊接等，可以提高焊接质量和稳定性。
2.航空航天：无铅焊料在航空航天领域也得到了广泛应用，如卫星、飞机和导弹等高精度电子设备的制造过程中。
3.汽车制造：无铅焊料在汽车制造中的应用也越来越多，如车载电子设备的制造、车身焊接等。
Sn_Ag_Cu无铅焊料性能研究_徐建丽
- 10 -电子与第9卷第10期第9卷，第10期V ol ． 9，No ．10电子与封装ELECTRONICS & P ACKAGING总 第78期2009年10月Sn-Ag-Cu 无铅焊料性能研究徐建丽（淮安信息职业技术学院，淮安 223003）摘 要：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。
关键词：Sn-Ag-Cu ；无铅焊料；润湿性；显微组织中图分类号：TM21 文献标识码：A 文章编号：1681-1070（2009）10-0010-04Research of Sn-Ag-Cu Lead-free SolderXU Jian-li（Dept.of Electrical Engineering , Huai ’an College of Information Technology , Huai ’an 223003,China ）Abstract:The R&D of the lead-free solder of high performance has been pushed forward by the highly devel-oped environment conservation and integrated microelectronic devices. The electronics industry begins to focus upon the Sn-Ag-Cu system alloys as they have the advantages of good reliability and good solderability.This text studies the influence of the content of Ag and Cu to function of the Sn-Ag-Cu Solder and analysis the microstructure of the solder by experiment. It shows no advantages in terms of processing, reliability,or avail-ability for the high-silver alloys as compared to the low-silver alloys.And the Sn-2.9Ag-1.2Cu solder has the lower melting point and the better spreadability. It provides the basis for the best performance of the Sn-Ag-Cu Lead-free Solder.Key words:Sn-Ag-Cu; lead-free solder; wettability; microstructure封 装 、 组 装 与 测 试收稿日期：2008-07-031 引言在众多无铅焊料中选择哪个系的合金，在确定了合金系后选择哪个成分配比的合金作为锡铅焊料的替代品，仍然需要很多试验和应用的数据来证明。
唯特偶无铅锡膏 参数
唯特偶无铅锡膏参数
摘要：
1.产品概述
2.产品参数
3.产品特点
4.应用领域
5.环保优势
正文：
唯特偶无铅锡膏是一款高性能的无铅焊接材料，适用于各类电子产品的生产过程中。
本产品具有优良的焊接性能、稳定的印刷性能以及良好的润湿性，可满足不同种类的电子元器件的焊接需求。
一、产品概述
唯特偶无铅锡膏采用了先进的配方和技术，使其在焊接过程中能够达到与传统铅锡膏相当的焊接效果，同时避免了铅污染问题，更加环保。
此外，本产品还具有焊点饱满、焊接强度高、可靠性好等特点。
二、产品参数
唯特偶无铅锡膏的主要参数如下：
1.合金成分：Sn/Ag/Cu/Bi/In
2.固含量：75±2%
3.焊接温度：210-250℃
4.焊接时间：1-3 秒
5.润湿性：30μm（25℃）
三、产品特点
1.高焊接性能：唯特偶无铅锡膏具有优异的焊接性能，焊接过程中润湿性好，能够快速在被焊物表面形成焊点，提高生产效率。
2.稳定的印刷性能：本产品的印刷性能稳定，可适应不同印刷方式和印刷设备的要求，保证印刷效果的一致性。
3.良好的润湿性：唯特偶无铅锡膏具有很好的润湿性，能够在不同材质的焊盘表面形成均匀的锡膏覆盖，提高焊接质量。
四、应用领域
唯特偶无铅锡膏广泛应用于消费电子、通信、计算机、家电等领域，适用于各类电子元器件的焊接，如贴片电阻、电容、二极管、三极管等。
五、环保优势
唯特偶无铅锡膏采用无铅环保配方，不含有铅等重金属，能够有效减少电子产品生产过程中的环境污染。
无铅焊料的组织成分
无铅焊料的组织成分
无铅焊料
无铅焊料（Lead-Free Solder），是指成份中完全不含铅的焊料。
无铅焊料一般由铜、锡、锑、铅等构成，其特点是有良好的力学性能及热稳定性，可以满足不同特性应用需求，且不会对环境造成污染。
一、铜：铜是一种最为常用的焊料成分，其密度为8.96克/厘米3，其熔点为1084℃，摩尔含量大小为63.6%。
由于铜的抗腐蚀性能好，其在无铅焊料中的应用也很广泛。
二、锡：锡是最常用的无铅焊料成分，其密度为7.3克/厘米3，熔点为231℃，摩尔含量大小为56.7%。
锡具有良好的导电性和熔点低的特征，使其成为一种适用于低温焊接的优秀焊料成分。
三、锑：锑具有良好的化学稳定性，可承受高温腐蚀，耐腐蚀性能优越，是一种理想的焊料成分，其密度为6.63克/厘米3，熔点为183℃，摩尔含量大小为4.5%。
四、铅：铅主要用于提高焊接流畅度，变软熔焊接速度，而且铅有良好的导电性，但是由于铅会对肝脏和脑组织的毒性，因此在无铅焊料中有很少的应用。
唯特偶无铅锡膏 参数
唯特偶无铅锡膏参数摘要：1.产品介绍2.参数说明3.应用领域4.优势与特点5.环保理念正文：唯特偶无铅锡膏是一款高性能电子焊接材料，适用于各类电子产品的生产与维修。
本产品采用独特的配方和先进的生产工艺，具有优良的焊接性能和环保特点。
1.产品介绍唯特偶无铅锡膏的主要成分是锡、银、铜，不含铅等有害物质。
在保证焊接性能的同时，符合我国及世界范围内的环保要求。
本产品具有高可靠性、稳定性以及良好的焊接效果，可广泛应用于电子行业的各种生产场景。
2.参数说明唯特偶无铅锡膏的参数如下：- 锡含量：99.5%- 银含量：0.3%- 铜含量：0.2%- 焊接温度：200-250℃- 焊接时间：3-5秒这些参数保证了唯特偶无铅锡膏在焊接过程中能够迅速、均匀地渗透到焊盘，实现稳定可靠的焊接效果。
3.应用领域唯特偶无铅锡膏广泛应用于消费电子、通信、计算机、家电等行业的生产与维修领域。
适用于各类PCB板、电子元器件的焊接，如手机、平板电脑、路由器、电视等设备。
4.优势与特点唯特偶无铅锡膏具有以下优势与特点：- 良好的焊接性能：焊接速度快、焊点饱满、润湿性好，保证焊接质量。
- 环保无铅：不含铅等有害物质，符合RoHS等环保标准，对环境和人体无害。
- 稳定性高：储存和使用过程中性能稳定，不易氧化、腐蚀。
- 兼容性强：适用于不同类型和规格的PCB板，具有良好的兼容性。
5.环保理念唯特偶始终秉持环保理念，致力于研发和生产环保型电子焊接材料。
无铅锡膏作为唯特偶的代表产品之一，不仅符合我国及世界范围内的环保法规，还体现了唯特偶对环境保护的承诺。
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投资分析
◆资金来源：
申请“电子发展基金”资助100万元，单位自筹100万
元。 ◆资金使用计划
2004年
2005年
（万元） 2006年
60
100
40
投资分析
◆项目进度 本项目实施期限：2004年7月~2006年12月。
◆进度安排 2004年：结合用户对无铅焊料的技术指标要求，在前期
预研的基础上，在含金和不含金两种材质范围内，开发具有 明确应用前景4～5种牌号的无铅焊料；
其他分析 政策法律风险分析
◆本项目开发的无铅焊省总体发展规 划要求。 ◆云南是我国锡的主要产地，而无铅焊料发展趋势基本 为以锡为主体。积极开发锡的深加工产品，提高效益， 符合云南省有色金属发展方向。 ◆在云南进行无铅焊料的开发，建设无铅焊料生产基地 ，在政策法律方面均无风险。
◆预计年产量，品种，产值、利税 在研究周期内预计年产量：含金无铅焊料约为10千克/年，不含
金的无铅焊料约为500千克/年；产值约150万元，利税约50万元。 本研究开发的无铅焊料的品种：在焊料材质方面有含Au合金，
含Ag和不含Ag的Sn基多元系合金；在规格方面有箔带材、丝材、 粉末、膏状和复合盖板等。
现有条件分析
（一）管理水平
◆贵研铂业股份有限公司是由昆明贵金属研究所联合多家 企业发起设立并在上海证券交易所成功发行A股的上市公司。 ◆形成了以技术、管理和行业专家为主的决策咨询系统， 完善了公司的经营决策体系，建立了以经济指标和岗位责 任为主的评价考核体系。 ◆在项目管理方面，公司基本形成了完善的项目管理体系， 为项目的计划、组织、激励、控制提供了依据。
⑤开展了特种工程用Sn-Ag、In-Ag系低温无铅焊料研制。
现有条件分析
（四）开发环境或设备设施
◆项目开展场所 项目组有专用实验室三间（40 M2×3）可供本项目研究与小批
量生产专用场地；早期建立的低温焊料生产线经过改造，可供无 铅焊料批量生产。 ◆具备开展本项目研究用低温熔炼炉（50kg/炉）和相应配套吊车 装置以及条、锭模具。 ◆具有无铅焊料综合性能检测系统，其中包括进口DTA装置和配套 的物理性能、力学性能和结构分析设备以及焊料化学成分、杂质 分析技术人员。
②开发高温半导体材料所需的无Pb电子封装焊料。
市场分析
（四）发展趋势
◆国外立法限制、市场需求和无Pb焊料高性能，是我国环保 型无Pb焊料开发及应用的驱动力。 ◆针对某种母材和应用的专用无Pb焊料开发是其主要的发展 趋势之一。在无Pb焊料的成分构成上，多元化则是其主要的 技术特点，Ag、Au贵金属进入无Pb焊料（特别是在功率微 波微电子器件领域）亦是其材质发展趋势。 ◆无Pb焊料应用领域专用化、钎料成分多元化、含有贵金属 是微波功率器件封装用无Pb焊料开发与应用的发展趋势。
市场分析
（二）市场竞争
◆目前，国内外尚无相关无Pb焊料标准。 ◆本项目参与市场竞争策略
1.本项目开发的无Pb焊料应用市场明确，主要用于多种微电子器 件的芯片焊接和电路管壳封装；
2.在现有无Pb焊料开发应用的基础上，开发多元化无Pb焊料， 进而创立具有独立知识产权的无Pb焊料牌号。
3.本公司已投资150万元，建成微电子封装用AuSn20合金焊料 专用中试生产线，其系列产品已进入我国市场；
现有条件分析
（三）产品及服务
◆本公司目前尚未形成无铅焊料规模生产能力，根据市场 订单仅小批量生产。 ◆近5年来，根据市场需求针对不同应用领域进行了新型 无铅焊料新品开发、性能测试、加工工艺研究工作，并已 取得初步效益。
现有条件分析
（三）产品及服务
◆2000－2004年来，项目组开展的无铅焊料科研工作： ①开展了取代现用PbInAg焊料熔点为340～350℃无铅焊料
市场分析 （一）市场前景：
◆本项目研制的无铅焊料产品主要用于微电子器件多种类型 芯片焊接和电路管壳封装。 ◆以取代低温段（140～240℃）和高温段（240～350℃）的 含铅焊料，并开发更高温度段（350～550℃）电子封装专用 无铅焊料新材料为目的。
市场分析 （二）市场竞争
◆国外，特别是日、美等国在无铅焊料方面开展了大规模的研究 工作，虽未研制出与Sn63Pb37性价比相当的产品，但在某些特定产 品上，已部分实现了实用化； ◆国外无Pb焊料开发工作具有两个特点：①专利战略，特别是日、 美两国，可作为低温无Pb焊料的二元合金和三元合金大部分已申 报专利，目的垄断知识产权；②针对不同用途产品的技术要求， 分别开发出相应的无Pb焊料品种，并已实用化。 ◆我国无Pb焊料近5年来也分散地开展了研发工作，在部分应用领 域内也取得部分实用效果。
市场分析 （三）本项目的内容及重点解决的问题：
◆研究内容
①在熔点140～350℃温度范围内，开发适用于Si、GaAs芯 片焊接、电路封装用无Pb焊料；
②在熔点350～550℃温度范围内，开发适用高温半导体材料 SiC、GaN、AlN等用高温封装用无Pb焊料；
③上述无Pb焊料的制造工艺及其应用工艺。
投资分析 投资的规模及确定投资规模的依据
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
经费开支名目 设备、厂房改造 原材料占用、损耗及回收 分析测试 外协费 标准建立 人员培训 差旅费 水电动力 劳务费 管理费 其它 合计
数量 3台套
10人次 11人
(万元)
预计费用 50 30 30 25 2 3 8 5 27 12 8 200
现有条件分析
（二）技术水平、研发队伍、知识产权、专利申报
◆项目主要成员于20世纪八十年代曾进行过低温（熔点 150～310℃）焊料系列产品开发，主持建立10吨/年的低 温通用焊膏中试生产线，其研究成果曾获省科技进步三等 奖（1981年），产品已在国内进入实用多年。 ◆焊料专业开发组已获得国家发明专利10项，已实施；已 申报发明专利10项，实用新型专利1项；其中用于电子封 装新焊料、新工艺4项。 ◆近五年来，已验收有关焊料新材料7项，专家评审结论 均为国内先进水平。
2005年：生产设备改造、配套，现有无铅焊料生产厂房 改造；
2006年：开发内容同上，无铅焊料推广应用，批量生产 、工艺改进及装备调整；项目总结，资料整理，验收结题。
投资评估及效益分析 （一）项目形成的生产能力
◆在项目周期内，开发出电子封装用含金和不含金不 同温度段4～5种牌号的新型无铅焊料。
◆形成小批量生产能力：含金无铅焊料每种40～50千 克/年；不含金无铅焊料每种10～15 吨/年。
的研究； ②开展了熔点为160～190℃低温无铅焊料的研究； ③开展了替代Sn63Pb37熔点为183～240℃无铅焊料的研究； ④ 开 展 了 AuSn20 高 可 靠 无 铅 焊 料 深 加 工 产 品 的 开 发 研 究 ，
2004年已全部完成AuSn20系列产品专用中试线的建设，产品已 实用化；
其他分析
经济环境风险分析
◆我国目前尚无禁止含铅电子产品使用相关法令，加 之，一般无铅焊料成本相对较高，推广应用有适应过 程。 ◆因此，本项目可能在研究周期内达不到预期的经济 效益。
谢谢各位﹗
封面
市场分析 （三）本项目的内容及重点解决的问题
◆重点解决的问题 本项目重点解决领域是微波功率器件封装工艺所需无Pb焊
料。重点解决的问题是在140～550℃温度范围内，根据用户 要求，开发出具有知识产权的无Pb焊料的配方、批量制造工 艺并推广应用。 ◆主要目的：
①取代现用SnPb、SnPbAg、PbSnAg、PbSnAgIn等含铅焊 料；
现有条件分析
（二）技术水平、研发队伍、知识产权、专利申报
◆我公司从事钎焊材料研究近40年，已开发、生产了50多种 贵金属和有色金属专用焊料，钎料规格有丝材、带材、片材、 箔材、粉末、复合焊料以及国内首创膏状钎料。 ◆获省部级科研成果奖20多项，其中电真空钎料系列化和特 殊用途研究获全国科技大会奖，多项军工课题已结题、鉴定， 获部级进步奖。 ◆有近50名高、中级人才从事钎焊领域科研、生产、检测， 技术力量雄厚，技术基础和人才素质在国内处先进于水平。
微电子封装用无铅焊料研制
汇报提纲
市场分析 现有条件分析 投资分析 投资评估及效益分析 其他分析
最后
市场分析
（一）市场前景：
◆铅是公认的有害物质，发达国家近10年来作了大量的研究 工作，未获得与Sn63Pb37焊料相当的公认产品。
◆低温焊料中，Sn-Pb焊料用量最大，我国年耗量在万吨以上， 其中电子工业用量占70～80%。
投资评估及效益分析
◆盈亏平衡点
采用量—本—利分析法，计算结果见表
序号 1 2 3
指标名称 盈亏平衡点产品产量 盈亏平衡点生产能力利用率 盈亏平衡点销售收入
单位 Kg/a % 万元/a
数量 4726.59 31.41% 240.26
表中指标说明项目具有较强的抗风险能力。
投资评估及效益分析
◆回收期（年） 投资回收期（年）=投资总额/（年利税+年折旧） =200/(119.5+2.5)=1.64(年)
◆近年，我国已开始批量生产常规的Sn－Ag 、Sn－Ag－Cu、 Sn－Cu等无铅焊料，其产品已进入国内外市场。
◆电子封装领域适用的无铅焊料研究开发和应用的报导较少。
市场分析 （一）市场前景
◆电子封装用低温焊料是电子工业用钎料的一个重要分支， 特点：温度范围广，从139℃到550℃，但在240℃—550℃温 度（除现有AuSn20外）尚未有成熟的无铅焊料。 ◆用量约占电子工业总用量的10～20%，虽然相对用量较少， 但它是微电子工业关键的基础材料之一。 ◆本项目是以开发电子封装领域应用的无铅焊料并在研究周 期内实现小批量生产为中心的项目。