毕业论文之无铅焊料的可靠性

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毕业设计报告（论文）

报告（论文）题目：无铅焊料的可靠性

作者所在系部： 电子工程系

作者所在专业： 电子工艺与管理

作者所在班级： 08253

作 者 姓 名 ： 张冠宇

作 者 学 号 ： 20083025331

指导教师姓名： 赵鹏

完 成 时 间 ： 2011年6月10日

北华航天工业学院教务处制

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北华航天工业学院毕业论文

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摘 要

工业垃圾对环境的污染已成公害，一些国家和地区已明确提出禁止和削减使用有害物质，包括含铅焊料。20世纪90年代中叶日本和欧盟，就已经作出了相应的立法。日本规定2001年在电子工业中淘汰铅焊料，欧盟的淘汰期为2004年，美国也在做这方面工作（2008年全面使用无铅产品）我们国家正在进行研究和开发无铅产品，顺应时代潮流 。 电子产品报废以后，PCB板焊料中的铅易溶于含氧的水中。污染水源，破坏环境。可溶解性使它在人体内累积，损害神经、导致呆滞、高血压、贫血、生殖功能障碍等疾病；浓度过大，可能致癌。珍惜生命，时代要求无铅的产品。

本文介绍了国内外对Sn-Ag，Sn-Zn，Sn-Bi，Sn-Sb 和Sn-In 系无铅焊料的发展现状及所取得的研究成果；列出了美国抗高温疲劳焊料研究计划筛选的七种抗热疲劳无铅焊料合金；对焊点的一般可靠性问题及无铅焊料引入的新的可靠性问题进行了归纳和讨论。

关键词 可溶性 无铅焊料 疲劳 可靠性

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目 录

第1章 绪论 ................................................................ 1

无铅焊料的发展 .......................................................... 1

第2章 无铅焊料简介 ........................................................ 3

2.1无铅焊料的技术要求 .................................................. 3

2.2无铅焊料的状况 ...................................................... 3

第3章无铅焊料的优缺点分析 ................................................. 5

3.1焊料的三大弱点 ...................................................... 5

3.1.1润湿性差 ...................................................... 5

3.1.2 熔点高 ........................................................ 5

3.1.3金属溶解速度快 ................................................ 5

3.2 Sn-Ag-Cu系 ......................................................... 6

3.2.1 Sn-Ag-Cu优点 ................................................. 6

3.2.2 Sn-Ag-Cu缺点 ................................................. 6

3.3 Sn-Cu系 ............................................................ 6

3.3.1 Sn-Cu优点： .................................................. 7

3.3.2缺点 .......................................................... 7

3.4 Sn-Zn（-Bi）系 ..................................................... 7

3.4.1 Sn-Zn优点 .................................................... 7

3.4.2 Sn -Zn缺点 ................................................... 8

3.5 Sn-Ag-In-Bi系 ...................................................... 8

3.5.1 Sn-Ag-In-Bi优点 .............................................. 8

3.5.2缺点 .......................................................... 8

第4章 无铅焊料的开发与应用 ............................................... 10

4.1 无铅焊料的锡原料供应量 ............................................ 10

4.2 焊料现状与有效使用方法 ............................................ 10

4.3 其它研究课题 ...................................................... 15

第5章 过渡阶段有铅、无铅混用应注意的问题 ................................. 17

5.1 关于过渡时期无铅焊接可靠性的讨论 ...................................... 17

5.2 锡晶须问题 .................................................................................................................................. 18

5.3 空洞、裂纹及焊接面空洞或称微孔 .................................... 18

5.4 金属间化合物的脆性 ................................................ 19

5.5 机械震动失效 ...................................................... 20

5.6热循环失效 ......................................................... 20

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5.7 电气可靠性 ........................................................ 20

5.8 无铅焊接可靠性讨论小结 ............................................ 20

5.8.1 隐蔽的缺陷使无铅产品的长期可靠性增加了不确定的因素 ........... 21

5.8.2 影响无铅产品长期可靠性的因素 ................................. 21

第6章无铅焊料及其可靠性的研究进展 ........................................ 22

6.1 无铅焊料及焊点的成分、组织与性能 .................................. 22

6.1.1 Sn-Ag 系合金Sn-Ag ........................................... 22

6.1.2 Sn-Zn ........................................................ 23

6.1.3 Sn-Bi ........................................................ 24

6.1.4 Sn-Sb 系与Sn-In ............................................. 24

6.2 无铅焊料的微电子应用与可靠性问题 .................................. 25

6.3 焊点的剪切疲劳与蠕变问题 ....................................... 25

6.3.1 电迁移（Electromigration）问题 ............................... 26

6.3.2 无铅焊料引入的新的可靠性问题 ................................. 26

第7章无铅技术最新动态 .................................................... 28

7.1无铅法规正全面实施 ................................................. 28

7.2 无铅制造进展迅速 .................................................. 28

7.3 无铅系统开发任重道远 .............................................. 29

7.4 无铅焊料呈现系列化和多样化 ........................................ 29

7.5 无铅元器件正重点突破 .............................................. 30

7.6 无铅设备/工艺力求精益求精 ....... …… 此处隐藏：11747字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……