第三章试验分析及结论 18

3.1Sn-10Bi-xIn钎料的微观组织试验分析 18

3.2Sn-10Bi-xIn钎料的铺展试验分析 18

3.3Sn-10Bi-xIn钎料的力学性能试验分析 20

3.4Sn-10Bi-xIn钎料的断口分析 21

结论 25

致谢 26

参考文献 27

1.1引言

第一章 绪论

随着社会的发展，大数据时代的到来，电子产品已是各行各业不可或缺的一部分。而电子产品的发展不断的向微型化、多功能化推进，可以预见电子封装技术在电子领域的作用也是越来越重要。电子封装技术出现在集成电路（IC）芯片制成之后，它主要是将芯片通过各种气相沉积使其多功能化，然后通过各级封装引出引脚以便与外部电源相连接，从而将芯片封装成为一个紧凑的元器件，用于电子产品中，这样做的目的是为了实现芯片与外界的信息传递和交流的功能[1]。

电子封装技术中最常用的封装连接技术有两大类：通孔插入技术（ThroughHoleTechnology，THT）和表面贴装技术（SurfaceMountingTechnology，SMT），而软钎焊技术是它们两者的基础[2]。钎焊在工业上的定义一般为[3]：运用比母材基板熔点低的钎料，钎焊温度使用比母材固相线低但比钎料液相线高的一种焊接技术。钎焊可以分为硬钎焊和软钎焊。美国焊接学会（AWS）以及我国的国家标准都将450℃作为分界线，规定钎料液相线温度在450℃以上所进行的钎焊为硬钎焊，在450℃以下所进行的钎焊为软钎焊[4]。在电子行业中，绝大多数的钎焊工作是在300℃以下完成的，属于软钎焊。随着电子工业的发展需求及硅芯片技术产生，软钎焊迅速发展，已广泛用于微电子封装和高水准组装系统中。软钎焊所需的软钎料，其作为电子封装技术中的互连材料，起到元器件之间的机械连接、电气连接、散热等作用，而被用于电子封装中[4]。

另外，微电子产品的不断更新换代，要求微电子技术必须飞速发展，且不断对电子封装中的钎焊材料、钎焊技术提出更高的要求，使电子封装技术不断进步。在这个过程中，研究发现的新型钎料、新型工艺同时也为微电子技术的发展指出新的方向。

1.2传统钎料与无铅钎料

1.2.1传统钎料的使用及危害

无论是曾经还是现在，Sn-Pb合金钎料是主要的软钎焊材料，其使用已经有几千年了。传统的Sn-Pb钎料有很多的优点，比如：熔点低、性能良好、资源丰富、价格低等等。Sn-Pb钎料的使用以及性能均由Sn和Pb的含量比例来觉得，比例不同，性能不同，使用的位置不同。在性能良好的Sn-Pb钎料的成分中，Sn的量对钎料与PCB基板的润湿结合有很大的影响，假如把Cu作为母材基板，则会形成Cu3Sn和Cu6Sn5金属间化合物，使焊接头处的结合力变大。Sn的含量比较多时，所形成的钎料操作性能比较好，并且焊接接头处的电阻较小，所以，一般电气接头会用含Sn量多的钎料进行焊接。

传统的Sn-Pb钎料虽然有很多优点，也被广泛使用，但铅是有毒重金属，它的毒性很大，随着废弃电子产品的日益增多，再加上全球环境污染严重，如果对其处理不当就会随酸雨的腐蚀融化渗入土壤，进而流入江河，最后溶入人类饮用的地下水，会对人类和环境造成极大的危害(如图1-1所示)。如果长期与之接触会导致各种疾病，比如神经系统紊乱等[5]。而且也会使人类赖以生存的环境越来越恶化。所以，为了人类自身的发展和环境的友好，必须要限制铅的使用。