改善Sn-Bi系無鉛釬料力學性能的研究進展

閆麗靜　黃永強　紀海濤　張艷華

摘要：電子產品微型化、集成化、綠色化促進了無鉛釬料的發展。Sn-Bi系釬料以其優良的綜合性能成為近年來比較有發展潛力的低溫無鉛釬料之一，但是Sn-Bi系釬料中Bi的脆性在很大程度上限制了其應用。綜述了Ag、Cu、Zn、Sb、Ni、稀土元素以及冷卻方式和溫度對Sn-Bi系釬料力學性能的影響及機理，并展望了改善Sn-Bi系釬料力學性能的研究方向。

關鍵詞：Sn-Bi系釬料;合金元素;力學性能

中圖分類號：TG425 文獻標志碼：C 文章編號：1001-2303（2020）02-0041-04

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2020.02.08

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近年來，隨著新型電子元器件向著微型化、薄型化、集成化和綠色環保方向發展，要求封裝基板和印刷電路板越來越薄，為了避免回流處理時過度加熱而損害較薄印刷電路板，低溫焊接技術受到業界越來越廣泛的關注。為此，電子封裝中連接器件與基底間的釬料就需要具有較低的釬焊溫度。Sn-Bi系合金釬料具有熔點低、潤濕性好、力學強度高、價格低廉等優點[1-2]，特別是Sn-58Bi共晶釬料熔點只有139 ℃，低于目前主流無鉛釬料Sn-Ag-Cu熔點近80 ℃，已在低溫焊接工藝和發光二極管（LED）等無鉛電子產品組裝焊接中得到廣泛應用。但是Sn-Bi系合金中Bi具有本征脆性且時效過程中容易產生偏析和粗化[3]，易出現焊點的空洞、剝離等問題，嚴重降低焊點的可靠性，影響電子產品的使用壽命。為了改良Sn-Bi系釬料性能，使其滿足在電子封裝中的要求，國內外研究人員進行了大量工作，其中通過添加微量元素和控制焊接工藝改善Sn-Bi系釬料的性能和組織是提高釬料力學性能較為可行的方法。……