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(gè)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(huì)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(shí)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(diǎn)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(gè)性化的發(fā)展階段，將根據(jù)電子組裝方案的不同進(jìn)入自由選擇焊接材料的時(shí)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(dāng)前焊料發(fā)展方向主要有低銀或無銀高性價(jià)比焊料、低溫?zé)o鉛焊料、高溫?zé)o鉛焊料、高可靠性無鉛焊料及更微細(xì)化焊料等。
低銀或無銀高性價(jià)比焊料
伴隨著2006年銀價(jià)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(yàn)證性導(dǎo)入實(shí)驗(yàn)，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(dāng)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?zé)o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(yīng)用于半導(dǎo)體封裝及發(fā)動(dòng)機(jī)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?zé)o鉛焊料來替代。目前行業(yè)已經(jīng)開發(fā)出復(fù)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(jī)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(huì)越來越高。比如近年來，行業(yè)多個(gè)機(jī)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(jī)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(xì)化焊料
隨著消費(fèi)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(shí)需要更細(xì)小的BGA錫球、更細(xì)顆粒的錫膏來滿足更精密組裝的需求。
低溫?zé)o鉛焊料
低溫?zé)o鉛焊料主要應(yīng)用于焊接表面承受溫度較低的場合。低溫?zé)o鉛焊料的主要特點(diǎn)是能在183℃以下進(jìn)行焊接，對元件適應(yīng)性強(qiáng)，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(shí)，由于In資源的匱乏，所以Sn-In系焊料應(yīng)用領(lǐng)域有限；由于Sn-Bi系焊料發(fā)生塑性變形時(shí)，延伸率很低表現(xiàn)出脆性；另外在80°至125°服役時(shí)，鉍系組織容易粗大化，晶粒粗化造成焊料強(qiáng)度降低脆性增加等可靠性風(fēng)險(xiǎn)大的原因而沒有被行業(yè)廣泛認(rèn)可。但這方面的研究正越來越成為熱點(diǎn)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?zé)o鉛焊料在這樣的領(lǐng)域已經(jīng)有很好的應(yīng)用。
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