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自適應無鉛焊料研發(fā)及其連接可靠性研究

電子工業(yè)的飛速發(fā)展以及人們環(huán)保意識的提高迫切要求發(fā)展無鉛焊料，無鉛焊料焊點組織中普遍存在的金屬間化合物往往引起連接性能惡化，甚至導致電子器件失效。因此，對焊點組織中金屬間化合物的形成進行控制是提高其連接可靠性的關鍵。本項目從焊點服役過程熱力耦合循環(huán)作用入手，創(chuàng)造性地提出了發(fā)展自適應無鉛焊料的新思路：通過焊料組分選擇及成形工藝控制，使其在焊料組織中生成具有形狀記憶性能的金屬間化合物。通過研究多元Sn-Ag-Zn-Bi-X合金凝固過程及連接界面反應中金屬間化合物的析出與演化規(guī)律，建立焊點凝固、界面反應及服役過程的組織選擇圖，從中確定符合工業(yè)標準的自適應無鉛焊料配方及成形工藝。該項目對避開國際上無鉛焊料專利和綠色電子產品保護壁壘、實現(xiàn)無鉛化電子封裝和確保組裝件可靠服役具有重要的意義。

1、高性能Sn-Ag-Zn自適應無鉛焊絲（棒）

1.1 成分 Ag 3.0-3.7 Zn 0.5-1.5 Ce 0.01-0.05 Sn余量 抗拉強度 74.0 MPa 熔點 215.7 oC 延伸
率 29-33%
1.2 成分 Ag 3.0-3.7 Bi 1.0-4.2 Zn 0.5-1.5 Ce 0.01-0.05 Sn余量抗拉強度 68.5 MPa 熔點
205.1 oC 延伸率 28-35%

2、低成本高性能Sn-Ag-Zn自適應無鉛焊絲（棒）（與SAC305性能相當，原材料成本下
降40%）

2.1 成分 Bi 1.0-4.2 Ag 0.1-0.7 Zn 0.5-1.5 Sn余量 抗拉強度 68.0 MPa 熔點 209.5 oC 延伸率
33%
2.2 成分 Ag 0.1-0.5 Zn 0.5-1.5 Ce 0.01-0.05 Sn余量 抗拉強度 28.6 MPa 熔點 196.3 oC 延伸
率 28-35%

3、高性能Sn-Ag-Zn自適應無鉛焊膏

3.1 成分 Ag 3.0-3.7 Zn 0.5-1.5 Ce 0.01-0.05 Sn余量 助焊劑 8-12
抗拉強度 76.0 MPa 熔點 215.1 oC 延伸率 29-38%
3.2 成分 Ag 3.0-3.7 Bi 1.0-4.2 Zn 0.5-1.5 Ce 0.01-0.05 Sn余量助焊劑 8-12抗拉強度 68.5
MPa 熔點 205.2 oC 延伸率 28-35%

4、低成本高性能Sn-Ag-Zn自適應無鉛復合焊膏

4.1 成分 Bi 1.0-4.2 Ag 0.1-0.7 Zn 0.5-1.5 Cu 0.01-0.05 Sn余量助焊劑 8-12抗拉強度 75.0
MPa 熔點 209.2 oC 延伸率 33-38%
4.2 成分 Ag 0.1-0.5 Zn 0.5-1.5 Ce 0.01-0.05 Cu 0.01-0.05 Sn余量助焊劑 8-12抗拉強度
42.6 MPa 熔點 195.3 oC 延伸率 32-39%