Sn-Ag 96。5Sn-3。5Ag 221
Sn-Cu 99。3Sn-0。7Cu 227
Sn-Ag-Cu 94。9Sn-3。6Ag-1。5Cu 225
Sn-Ag-Zn 95。5Sn-3。5Ag-1。0Zn 217
Sn-Ag-Bi 43Sn-1。0Ag-56Bi 136。5
1。2 表面贴装技术概述
表面贴装技术SMT是目前电子组装行业中应用最广泛的一种技术工艺。这种工艺是通过贴片机将电子元器件包括电阻、电容、电感、IC、BGA、QFP等贴装在PCB上相应的位置,再用波峰焊、再流焊等方法焊接。传统的通孔插装技是将元器件放在印刷电路板上进行插装,然后通过波峰焊等软钎焊技术将锡膏印刷在PCB上要焊接零件的位置进行焊接,形成可靠的焊点,从而实现长期的机械和电的连接。SMT技术的出现使得在印刷电路板制造中传统的通孔安装技术将被淘汰[8]。
图1-1 通孔插装
图1-2 表面组装
如今,在技术发达的国家中,SMT技术在印制板上的应用已达到90%,在我国,SMT技术也正在快速推广。表面贴装技术的主要特点有:
(1) SMT使在印制板上的钻孔数减少,且不用弯角整形,节约了印制板上连接的硬件同时节约了时间。
(2) 再流焊器件小而轻,减少因冲击和振动导致器件失效的可能性,避免了元器件与印制板之间的二次连接,提高了生产效率。
(3) 片式元件所占用的面积比插装元件小很多,厚度也比插装元件小,提高了印制板上元器件的安装密度,为电子元件微型化创造条件[9]。
当前,SMT技术已经进入了微组装、高密度组装和立体组装的阶段,出现了MCM(多芯片组件)、BGA(球型栅格阵列)、CPS(芯片尺寸封装)等新型表面组装元器件。SMT技术的出现对软钎焊技术提出了更高的要求,对钎料的需求量也在进一步的增加,推动了相关产业的进步与发展。目前SMT技术已经在航空、汽车、计算机、通讯等工业得到了广泛的应用,成为电子工业中的技术支柱。
SMT在我国的电子制造业中已经应用了近30年,从1998年开始,我国引进了第一条SMT生产线开始大量生产彩电调协器至今,据不完全统计,目前我国SMT生产线大约5万条,拥有贴片机大约10万台,中国已经成为世界SMT市场最大的国家。SMT技术总体的发展趋势是朝着微型化,更高效率和多功能方向发展[10]。
图1-3 SMT流程图
1。3 无铅钎料研究
1。3。1 无铅钎料的技术要求
传统的Sn-Pb合金焊料价格低廉,且具有良好的导电性、优良的力学性能和可焊性等的特点在电子行业中已经广泛使用了很多年了。但是随着人们对健康和环境问题的重视,铅的危害性也逐渐被人们关注。随着无铅钎料研究的不断进行,传统的Sn-Pb钎料必然会被新型无铅钎料所取代。但不可否认的是Pb对Sn-Pb钎料的良好性能有着重要作用[4]。在电子工业中Sn-Pb钎料主要用来连接材料和焊点,同时承担着机械连接和电连接等任务,所以对焊点的性能要求十分严格。要想替代Sn-Pb钎料,无铅钎料必须满足以下5个特点[11]。第一:钎料无毒或毒性小,对环境污染影响小并且不会损害人类的身体健康。第二:钎料成本低,在地球上存在较多。第三:钎料的加工性能好,可以满足多种场合需要。第四:力学性能好,在剪切强度和抗疲劳性能方面不能低于传统的Sn-Pb钎料。第五:润湿性能良好。第六:在熔点方面,要接近传统的Sn-Pb钎料,特别应该接近183℃(共晶Sn-Pn焊料熔点),否则现有的焊接设备将不能再使用,损失严重[12]。文献综述