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无铅喷锡工艺简介.pdf
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低熔点无铅焊料SnBiX的研制与无铅焊接工艺研究.pdf
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不可逆转的趋势。在业界目前公认的四种类型的无铅焊料中，Sn．Ag系和sn．cu
系焊料因熔点比锡铅焊料高出34℃以上，导致焊点质量变差，焊接设备、印制板
基材以及元器件都因无法承受高温而需更新换代；Sn-Zn焊料熔点为198℃，与
Sn．37Pb的183℃非常接近，且具有良好的力学性能和低廉的价格，但Zn易氧化，
使得sn．zn焊料在使用中也产生了很多问题；Sn．Bi系共晶焊料因熔点只有138℃，
只能应用于对可靠性要求不高的低温场合。目前尚未见到熔点在180℃～190℃之
间的无铅焊料应用于实践的报道。
sn．Bi系焊料的熔点可以通过调整Bi的含量来控制，使其接近于锡铅焊料，
但该焊料在焊接过程中的产生的Bi偏析以及焊点脆性问题一直未能解决。作者通
过在Sn．20Bi合金中加入一系列能够优化焊料性能的微量元素，首次采用快速凝
固技术制备出了一种新型的Sn．Bi．x无铅焊料。该焊料的熔点、力学性能、焊接
性能均与Sn．37Pb的接近，可以在不改变现有装焊设备和生产工艺的条件下进行
波峰焊接和回流焊接。论文研究了Sn．Bi．x焊料的微观组织、性能特点、焊接界
面问题、焊接工艺问题，并探讨了无铅焊接过程中产生的问题及解决方案。论文
得到如下结论：
(1)系统研究了微量元素对Sn一20Bi焊料熔化特性、微观组织及性能的影响。
结果表明，当添加0．7％的Ag，O．3％的Ga，0．1％的In，O．5％的Sb，0．5％的Ge
和0．5％的Ce时，所得到的无铅焊料微观组织均匀、微细，Bi的偏析程度明显减
小，其力学性能与传统的Sn．37Pb焊料的相当。
(2)采用单辊甩带法制备焊料时，冷速越快抑制Bi偏析的效果越好，当辊速
为l 000r／min时效果最佳，所制作出的Sn．20Bi一0．7Ag．0．1 In．0．5Ge．0．5Ce一0．5Sb．
O．3Ga无铅焊料，其熔点为186．1℃，微观组织均匀，没有偏析相形成。
(3)研究了扩散退火对无铅焊料及焊点微观组织及性能的影响。结果表明，在
125℃退火16h可消除sn．Bi系焊料中的粗大结晶，使组织均匀，并提高了焊料的
力学性能。退火后的焊料在】OO℃长时间放置，组织稳定。作者首次提出可将此
工艺作为表面贴装生产工艺中焊接完成后的一道工序。
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