2021-01-29
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經(jīng)過數(shù)十年的無鉛化發(fā)展，焊料行業(yè)已經(jīng)來到了更加個性化的發(fā)展階段。但是到目前為止，現(xiàn)有的無鉛焊料都存在有這樣或那樣的問題，相關(guān)的研究還有非常廣闊的發(fā)展空間。華中銀焊條焊料從發(fā)明到使用，已有幾千年的歷史。Sn-Pb焊料以其優(yōu)異的性能和低廉的成本，得到了廣泛的使用。但是，鉛及其化合物屬于有毒物質(zhì)，長期使用會給人類生活環(huán)境和自身健康帶來危害。為了盡可能減少鉛等重金屬對環(huán)境的污染和對人類的的侵害，歐美國家在2006年7月1日起全面實行電子產(chǎn)品無鉛化，中國也同樣在2006年7月1日起要求投放市場的國家重點監(jiān)管目錄內(nèi)的電子住處產(chǎn)品不能含有鉛的成分。因此電子焊接中所使用的焊料將逐步摒棄傳統(tǒng)的錫鉛合金而采用幾乎純凈的錫。但是到目前為止，還沒有研究出滿意的替代Sn-Pb體系焊料的無鉛焊料，現(xiàn)有的無鉛焊料都存在有這樣或那樣的問題。
經(jīng)過數(shù)十年的無鉛化發(fā)展，焊料行業(yè)已經(jīng)來到了更加個性化的發(fā)展階段，將根據(jù)電子組裝方案的不同進入自由選擇焊接材料的時代。根據(jù)ITRI在2013年及2015年發(fā)布的全球焊料技術(shù)線路圖中，我們可以看到當前焊料發(fā)展方向主要有低銀或無銀高性價比焊料、低溫無鉛焊料、高溫無鉛焊料、高可靠性無鉛焊料及更微細化焊料等。
低銀或無銀高性價比焊料
伴隨著2006年銀價開始急劇的攀升，行業(yè)開始大量著力于通過改善低銀焊料合金性能，減少焊料中銀的含量來降低組裝成本。很多電子組裝企業(yè)通過大量驗證性導入實驗，在滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求的前提下，逐步的切換成低銀或無銀焊料系列產(chǎn)品。當然，在很多電子行業(yè)依然在使用高銀焊料，比如通訊電子、汽車電子、醫(yī)療電子等。
高溫無鉛焊料
為了滿足日益臨近的法規(guī)要求及特殊環(huán)境下工作要求，應用于半導體封裝及發(fā)動機控制模塊的高鉛焊料及油井井內(nèi)電子將需要更好的高溫無鉛焊料來替代。目前行業(yè)已經(jīng)開發(fā)出復合焊料及其它金屬基焊料作為備選材料。
高可靠性無鉛焊料
隨著汽車電子化，機電一體化的發(fā)展，這些與生命安全緊密相關(guān)的控制電子，對電子產(chǎn)品可靠性的要求將會越來越高。比如近年來，行業(yè)多個機構(gòu)聯(lián)合協(xié)作，開發(fā)出了耐熱疲勞及抗震性能更高的高銀無鉛焊料合金。目前，行業(yè)相關(guān)研究機構(gòu)仍在開發(fā)更多高可靠性無鉛焊料合金以滿足日益增長的需求。
微細化焊料
隨著消費類電子產(chǎn)品向空間更小的方向發(fā)展，3D封裝提供了解決方案，同時需要更細小的BGA錫球、更細顆粒的錫膏來滿足更精密組裝的需求。
低溫無鉛焊料
低溫無鉛焊料主要應用于焊接表面承受溫度較低的場合。低溫無鉛焊料的主要特點是能在183℃以下進行焊接，對元件適應性強，具有良好的耐熱循環(huán)疲勞性，節(jié)約能源。但早期無鉛焊料研究時，由于In資源的匱乏，所以Sn-In系焊料應用領(lǐng)域有限；由于Sn-Bi系焊料發(fā)生塑性變形時，延伸率很低表現(xiàn)出脆性；另外在80°至125°服役時，鉍系組織容易粗大化，晶粒粗化造成焊料強度降低脆性增加等可靠性風險大的原因而沒有被行業(yè)廣泛認可。但這方面的研究正越來越成為熱點和方向。而且由于LED焊接及散熱模塊必須在低溫下焊接才能滿足產(chǎn)品工藝要求，所以低溫無鉛焊料在這樣的領(lǐng)域已經(jīng)有很好的應用。
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