新型无铅钎料特有的一些功能和内部组成结构受微量元素的干扰还是非常大的,但是这些干扰我们国家的优秀人才还在努力的研发中,和在市场广泛使用新型钎料还有需要相当长的一段距离,我们还得继续投入人力和物力来加大研发。无铅钎料的被社会广泛使用不仅要考虑钎料的承受拉伸力的大小、在长时间工作的使用寿命、在高温在工作发生变化的情况以及钎料在Cu片上的成形面积,还存许许多多在实验过程的一些设备带来的疑难,实验手艺和一些难以避免的问题,回流焊时应设置怎样的温度进行加热等,同时在回流焊后期间在时效过程中可能会遇到未知的一些突如其来的问题,比如电电子在钎料力跑动和锡须问题,这些都是新型无铅钎料研发将来在投入广泛使用需要解决的难题。
Sn-Pb钎料必然会被社会无情的淘汰,无铅钎料取代它已是将来必走的走向,但在无铅钎料在大规模投入使用必然也会有一些新的问题的出现,比如无铅钎料的受拉伸的力比Sn-Pb钎料好,但是它的润湿性却比Sn-Pb差[13],为了弥补这个缺陷我们可以选用合适的铅剂。Arenas[14]研究了不同铅剂对Sn-Ag,Sn-Cu,Sn-Ag-Bi,Sn-Ag-Cu钎料润湿性的影响,在结果中得出结论这些钎剂都可以是钎料在Cu片上成形的面积变得更大。因此怎样选择一个好的铅剂的选择已经发展为无铅钎料的成形面积大小的研究热门[15]。张启运[16]钎剂的使用具有三种效果:把材料上的因长时间氧化生成的氧化物去掉在高温下钎剂呈液态和材料之间的存在的张力会随着减少,它减少的速率和IMC界面内元素传播的速度呈正比在高温时钎料呈液态,液态钎料和材料之间会有相的发生反应,这时钎剂就可以成功的减少发生。有不少的研究专家对四种不同钎剂对Sn-Zn在Cu片钎料的成形面积的影响,发现了带活性的松香钎剂在实验时,微量稀有的元素可以显著的提高Sn-Zn钎料的的成形面积增大[17]。
Mccomackd[18]等人把Ln元素加入Sn-Zn钎料中,把活性的钎剂拿来做辅助,这样就可以让钎料在空气可以很好的焊接。因此得出结论选择适当的钎剂可以使无铅钎料的焊接过程非常的成功。电迁移是指在电场作用下由于导电离子运动导致元器件或者整个电路失效的现象。电子在钎料移动是在非常高的电流的工作下,金属中的原子在钎料中四处移动的一种常见的现象,原子在金属中移动的方向与电子流动的方向相同。电迁移没有工作能力的的具体体现方式[19]:在相连的凸点上会变成空白,是接触的电阻大大增加了,形成的洞渐渐变大,直到最后慢慢直插互相连接的凸点,在钎料中形成一天断裂;使互联的凸点中的IMC出现与Cu片相断链的情况,大大的使凸点受力的强度减少,并且如果外力比较大的话,相互连接的凸点就会断开;在金属界面形成坑坑歪歪的,最终电路产生短路的现象。在目前无铅钎料的快速发展。[20]目前研究的无铅钎料上的凸起的点在Cu片上形成和焊盘界面电迁移现象也是一个热点。[21]原始无铅焊点电迁移产生也受微量元素添加的影响,比如,添加质量分数为1%的Sb于Sn3。8Ag0。7Cu中,Sn-Sb脆性相早焊点内部形成,在长时间很高的温度和电流非常大的工作环境下,钎料很容易会发生断裂的现象,钎料的使用寿命也将大大地缩减,电子在钎料中大量的迁移也会大量出现的现象。有一些相关人员研究分析关于球状焊点Sn-Zn-Ag-Al-Ga电迁移特性[22]但是很少有人研究Sn-Zn钎料的对比试验,所以微量添加元素是否对新型钎料的电迁移影响还是一个未知数。
我看网上收到关于电子迁移是否跟罕见元素有关系的文章很少。电子在钎料中移动是一个复杂并且还没有摸索的过程,它跟很多都存在一定的联系,其中包括电流密度、化学梯度、温度梯度、金属化合物形貌结构、焊点成分、颗粒尺寸等等等。我们国家研究人员电迁移现象一般是钎料受高电流的作用或受电流加高温条件,还有电流加载力的作用下,如今钎料的使用范围越来越多,所以钎料需要在各种环境进行工作,因此我们要需要在复杂的环境下进行研究实验,这样得出的实验数据才能为电迁移的接下来的工作做奠基。Amato I。[23]对新型无铅钎料的投入使用,会进行大量的研究,来确定此钎料可以安全放心的使用,如“F15雷达事件”“爱国者2导弹事件”等事件,锡须是这些事件的主要的肇事者。我们国家主要用锡须的问题来解决难题,即位错运动机制[24]再结晶机制[25]氧化层破裂机制[26]。,这中直接都无法准确彻底的把锡须问题解决掉。这是事实(添加罕见元素在无铅钎料中)已经被科学家们发现可以提高他在Cu片上的成形面积和长时间的工作能力和受可受拉伸的力的大小,但是在钎料中添加高活性的的元素使锡须快速生长出来,最终造成短路平[27]。而关于其他元素(Mn,Ti,Fe,Ln等),的添加对锡须的生长会产生设呢影响还没有做一些报道,无铅焊点是否受微量元素的影响在将来很需要很长的时间来证实。