一种用于微电子行业的无铅焊料配方及制备方法

铅是一种有害的金属元素，早在2003年欧盟ROHS(Restriction of HazardousSubstances，是指关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令)指令规定进入欧洲的电子信息产品不能含有铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚，之前电子产品组装焊接以及电子元器件制作中多采用锡铅合金焊料。虽然我国的无铅焊料领域起步较晚，与发达国家相比尚有差距，但是为了提高自身产品的适应能力，跟上国际市场的需求，在分析目前国内外市场常用的无铅焊料基础上，经过大量的试验研究推出了一种用于制作压敏电阻器的多元无铅焊料，其电性能、力学性能，与压敏电阻器半导体基材的润湿铺展性能和焊接强度等达到了与使用锡铅焊料相似的效果，保证了出口到欧盟的电子产品整体实现无铅化的要求。锡铅焊料历史悠久，但随着对铅毒性的认知和电子工业发展对焊点的高要求，无铅焊料已逐渐取代了传统锡铅焊料。低温焊料具有20多年的应用历史，其主要特点是能够在183℃以下进行焊接，因此对元件的适应性强，节约能耗、降低污染排放。目前的低温焊料主要有Sn-Bi系和Sn-In系两种，由于In是一种稀缺昂贵金属，使得Sn-In焊料应用受限，因此二元合金Sn-Bi(尤其SnBi58)常被使用在低温焊接需求的场合。Sn-Bi系焊料在较宽的温度范围内与Sn-Pb有相同的弹性模量，并且Bi的很多物理化学特性与Pb相似，Bi的使用可以降低熔点、减少表面张力，Bi的加入降低了Sn与Cu的反应速度，所以有较好的润湿性；此外Sn-Bi系焊料含有较低的Sn含量，从而降低了高锡风险(如锡须)。但铋也带来其他的问题，包括其成分对合金机械特性的影响变化较大，容易产生低熔点问题(偏锡后会形成低熔点共晶)，界面层不稳定导致可靠性较差，特别是Sn-Bi焊料在偏离共晶成分时由于熔程较大，在凝固过程中易出现枝晶偏析和组织粗大化，加之应力不平衡导致易剥离危害，以及自然供应不多、储量有限等，这使得Sn-Bi系焊料的研究和使用一直低靡。

华炬科技新产品研究所技术咨询委员会科研人员现推荐一项一种用于微电子行业的无铅焊料配方及制备方法，该技术制备的无铅焊料主要应用于低温焊接工艺(高频头、防雷元件、柔性板、多层电路板焊接等焊接)和无铅电子产品组装焊接等。该技术的无铅焊料熔点为156～165℃，满足了微电子行业各元器件对焊接温度的要求。并且，与微电子行业各种不同性能的半导体材料润湿铺展性好，结合力强，延展性好，0.2％屈伸强度达到70MPa以上，抗拉强度达到80MPa以上，延伸率20％以上焊接面无麻点无气泡，平整光亮，高温焊接不变色，抗蚀性优良，现将该一种用于微电子行业的无铅焊料配方及制备方法及技术方案及实施例介绍如下供研究交流参考：（841131  521565）