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成果信息

世界各國(guó)政府投入了大量的人力和物力進(jìn)行研究和開發(fā)新型的無(wú)鉛焊接材料，以獲得具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。到目前為止，有關(guān)無(wú)鉛焊接材料的專利大多來(lái)自于國(guó)外研究者，我國(guó)的研究者原創(chuàng)性工作還較少。該項(xiàng)目所研發(fā)的無(wú)鉛焊接材料的制備技術(shù)對(duì)我國(guó)電子產(chǎn)品與國(guó)際接軌以及產(chǎn)品出口有著重要的意義。與國(guó)內(nèi)外研究同行相比，本研究得到的該焊料有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）利用材料設(shè)計(jì)系統(tǒng)，通過(guò)相圖計(jì)算以及實(shí)驗(yàn)測(cè)定，有針對(duì)性地進(jìn)行材料的開發(fā)。（2）所設(shè)計(jì)的高溫焊料，其成分不含有毒的Pb，屬于環(huán)保的高溫?zé)o鉛焊料。（3）該無(wú)鉛焊料熔化范圍在300-330℃左右，能夠滿足某些特定場(chǎng)合的高溫封裝或者二級(jí)封裝。（4）通過(guò)添加一些強(qiáng)化粒子（例如稀土元素Ce）等，達(dá)到改善焊料合金的力學(xué)性能以及進(jìn)一步縮小其熔化范圍的目的。（5）由于合金均為金屬元素，故其在導(dǎo)電性方面的性能較好，滿足半導(dǎo)體材料封裝的要求。（6）整個(gè)焊料的工藝制備過(guò)程較為簡(jiǎn)易，無(wú)需特殊的設(shè)備即可制得，節(jié)約了一定的成本。)

背景介紹

隨著世界各國(guó)禁鉛法令的相繼出臺(tái)，近年來(lái)電子封裝無(wú)鉛化取得了快速發(fā)展。目前，市場(chǎng)上主流的無(wú)鉛焊料合金體系主要是SnCu系和SnAgCu系，然而他們的熔點(diǎn)及焊接溫度較高，無(wú)法滿足一些對(duì)溫度比較敏感或者不耐高溫的電子產(chǎn)品的低溫焊接要求，如散熱器、高頻頭和LED燈飾等。因此，具有低熔點(diǎn)的SnBi系焊料合金（共晶成分為Sn-58Bi）成為了低溫焊接領(lǐng)域最常用的釬焊材料。然而，目前SnBi焊料合金在釬焊過(guò)后非平衡凝固過(guò)程中Bi元素容易在β-Sn晶界處偏析，形成脆性極大的富Bi相，嚴(yán)重降低了焊點(diǎn)的剪切強(qiáng)度和抗跌落沖擊壽命，給電子產(chǎn)品的服役可靠性帶來(lái)極大的安全隱患。目前，如何解決SnBi焊料合金的Bi偏析及脆性問(wèn)題成為了業(yè)界研究熱點(diǎn)。)

應(yīng)用前景

該高溫?zé)o鉛焊接材料可用于替代目前較為成熟的金錫高溫焊料。該高溫?zé)o鉛焊接材料的制備工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，可以采用感應(yīng)熔煉爐來(lái)進(jìn)行較大量的生產(chǎn)，制備該焊料的原材料易購(gòu)，設(shè)備投入簡(jiǎn)單，成本低廉，操作也很方便，因此，具有廣闊的市場(chǎng)前景。)