成果信息

世界各国政府投入了大量的人力和物力进行研究和开发新型的无铅焊接材料，以获得具有独立知识产权的产品。到目前为止，有关无铅焊接材料的专利大多来自于国外研究者，我国的研究者原创性工作还较少。该项目所研发的无铅焊接材料的制备技术对我国电子产品与国际接轨以及产品出口有着重要的意义。与国内外研究同行相比，本研究得到的该焊料有以下几个特点：（1）利用材料设计系统，通过相图计算以及实验测定，有针对性地进行材料的开发。（2）所设计的高温焊料，其成分不含有毒的Pb，属于环保的高温无铅焊料。（3）该无铅焊料熔化范围在300-330℃左右，能够满足某些特定场合的高温封装或者二级封装。（4）通过添加一些强化粒子（例如稀土元素Ce）等，达到改善焊料合金的力学性能以及进一步缩小其熔化范围的目的。（5）由于合金均为金属元素，故其在导电性方面的性能较好，满足半导体材料封装的要求。（6）整个焊料的工艺制备过程较为简易，无需特殊的设备即可制得，节约了一定的成本。)

背景介绍

随着世界各国禁铅法令的相继出台，近年来电子封装无铅化取得了快速发展。目前，市场上主流的无铅焊料合金体系主要是SnCu系和SnAgCu系，然而他们的熔点及焊接温度较高，无法满足一些对温度比较敏感或者不耐高温的电子产品的低温焊接要求，如散热器、高频头和LED灯饰等。因此，具有低熔点的SnBi系焊料合金（共晶成分为Sn-58Bi）成为了低温焊接领域最常用的钎焊材料。然而，目前SnBi焊料合金在钎焊过后非平衡凝固过程中Bi元素容易在β-Sn晶界处偏析，形成脆性极大的富Bi相，严重降低了焊点的剪切强度和抗跌落冲击寿命，给电子产品的服役可靠性带来极大的安全隐患。目前，如何解决SnBi焊料合金的Bi偏析及脆性问题成为了业界研究热点。)

应用前景

该高温无铅焊接材料可用于替代目前较为成熟的金锡高温焊料。该高温无铅焊接材料的制备工艺过程简单，可以采用感应熔炼炉来进行较大量的生产，制备该焊料的原材料易购，设备投入简单，成本低廉，操作也很方便，因此，具有广阔的市场前景。)