焊接材料的发展现状与发展趋势

焊接材料的发展现状与发展趋势

陈昌旭

（桂林电子科技大学0500150206）

摘要：近年来，虽然在电子封装行业中仍然存在着不少的企业在继续采用有铅焊料，但是这并不妨碍“无铅化”成为电子材料、微电子制造、电子封装和SMT等有关的国际研讨会和学术交流会的中心内容或者是主要议题，几十种专业技术刊物几乎每一期都有无铅专题，在百度或Google等著名名搜索引擎上，可找到的“无铅化”信息有成千上万条，而且还在不断增加中[1]。无论是环境的要求还是作为竞争的筹码，无铅焊料在表面组装领域中的应用已经是不可回避。然而无铅化仍然存在材料、工艺、设备、系统兼容等问题。在解决材料及电子产品可靠性的同时电子工业正在向无铅组装转变。这一努力是由环保方面的考虑，政府的立法以及无铅电子封装的市场利益所驱动的[2]。在无铅组装的执行中虽然需要做出许多的决定，但不可否认的是，无铅焊料已经逐渐成为电子封装行业中的当前以及未来主要的焊接材料。

关键词：焊接材料，发展趋势，无铅

The development of welding materials and

the development trend

chen chang xu

(Guilin University of Electronic Science and Technology 0500150206)

Abstract:In recent years, although the electronic packaging industry there are still many enterprises were to have lead solder, but this does not preclude the "lead-free" has become electronic materials, microelectronics manufacturing, such as electronic packaging and SMT The international seminars and academic exchanges will be at the centre or the main topic, dozens of professional and technical publications have lead-free period of almost every topic, in Baidu or Google search engine and other well-known name, can find the "Lead "Thousands of information, but also continue to increase. Whether environmental requirements or as a bargaining chip in competition, lead-free solder assembly on the surface in the field of application is already unavoidable. But there are still lead-free materials, technology, equipment, systems compatibility and other issues. In resolv ing the reliability of materials and electronic products, while the electronics industry are changing to lead-free assembly. This effort by environmental considerations, the Government's legislative and lead-free electronic packaging market-driven interest. Lead-free assembly in the implementation Although many need to make the decision, but it is undeniable that lead-free solder has gradually become the electronic packaging industry in the current and future major welding materials.

Key words:welding materials, development trends, unleaded

1 焊接材料的发展现状

欧盟关于废旧电子电器产品的指令(Directive on WastElectrical and Electronic Equipment)和（关于电子电器产品限制使用某些有害物质的指令)(Directive on Restrictive of Use Of Certain Hazardous Substances in Electrical and Electronic Equipment)的两个指令正式生效，即自2006年7月1日起在欧洲市场上销售的电力电子产品必须为无铅产品[2]。因而，无铅钎料在微电子行业表面组装技术领域中的应用已经是不可回避。不管无铅的进程中有多大阻力，这些阻力可能来自于材料自身(性能、成本等)，或者来自于生产中发生的新问题(如工艺的调整、附件的适应、设备的兼容以及污染及能耗等)，或者来自于人们的主观认识等，因此无论目前的无铅焊接材料有多么不成熟，无铅化的进程是不会停止的，而且在激烈的市场竞争中，为了占领市场，人们还往往会以绿色产品作为杀手铜，因此电子产品无铅化将会按照预定要求的日程加速走下去[1]。

中国电子电气行业企业将无论如何避不开欧盟设立的这道门槛。如果国内企业还没有意识到这一问题的严重性，那么无铅化对国内企业及其产品带来的冲击是，出口产品难以走出国门，而进口产品的国产化率将大大降低[2]。

正如摩托罗拉(中国)电子有限公司科协主席刘维跃所言，倘若包括手机在内的电子产品生产商的配套零部件企业不能应对指令所做出的规定，产商的供应链将可能发生重组。即如果国内的零部件配套企业无法达到欧盟指令的要求，包括手机在内的众多电子产品生产企业的国产化率将大为降低，如果以前国产化率是60％，那么在指令实施后则可能骤降至10％。而如果没有绿色商标，国内产品则将难以跨出国门，或者出门后等待的将是高额环境税的征收。有铅焊料已经逐渐退出了历史的舞台，虽然在焊点可靠性已经焊点光泽度及其他的机械性能等方面上含铅焊料优于无铅焊料，但是。传统的锡铅焊料中含有大量的铅,长期使用会给人类生活环境和安全带来较大危害。美国、欧盟、日本等已颁布了禁止使用铅及其化合物的立法。大力发展无铅的绿色焊料焊膏便成了当务之急，而有铅焊料已经失去了存在和发展的意义[1]。

2 无铅焊接材料的挑战

无铅SMT工艺在许多方面不同于63／37共晶材料[2]工艺，若能理解它们的差别，变更相应的SMT生产工艺，可以大幅度减少缺陷，提高无铅组装的可靠性，保持稳定的生产率。含铅和无铅工艺的主要差别如下[3]：

(1)物理性能：熔点，表面张力，氧化势，冶金和金属沥滤势等；

(2)峰值温度和预热温度；

(3)PCB和元件的无铅修整；

(4)钎料的修整和表面效应；

(5)可焊性差异：润湿，铺展速度等；

(6)元器件的自向心和对位性能。

2.1 无铅焊料的必要条件[3]

电子工业采用60／40、63／37焊料已有50多年的历史，已形成非常成熟的工艺，因此要取代有铅焊料必须满足一些基本条件(见图1)。