文档介绍：欢迎访问Freekaoyan论文站焊接材料欢迎访问Freekaoyan论文站    欢迎访问Freekaoyan论文站焊锡作为所有三种级别的连接:裸片(die)、包装(package)和电路板装配(boardassembly)的连接材料。另外,锡/铅(tin/lead)焊锡通常用于元件引脚和PCB的表面涂层。考虑到铅(Pb)在技术上已存在的作用与反作用,焊锡可以分类为含铅或不含铅。现在,已经在无铅系统中找到可行的、代替锡/铅材料的、元件和PCB的表面涂层材料。可是对连接材料,对实际的无铅系统的寻找仍然进行中。这里,总结一下锡/铅焊接材料的基本知识,以及焊接点的性能因素,随后简要讨论一下无铅焊锡。焊锡通常定义为液化温度在400°C(750°F)以下的可熔合金。裸片级的(特别是倒装芯片)锡球的基本合金含有高温、高铅含量,比如Sn5/Pb95或Sn10/Pb90。共晶或临共晶合金,如Sn60/Pb40,Sn62/Pb36/Ag2和Sn63/Pb37,也成功使用。例如,载体CSP/BGA板层底面的锡球可以是高温、高铅或共晶、临共晶的锡/铅或锡/铅/银材料。由于传统板材料,如FR-4,的赖温水平,用于附着元件和IC包装的板级焊锡局限于共晶,临共晶的锡/铅或锡/铅/银焊锡。在某些情况,使用了锡/银共晶和含有铋(Bi)或铟(In)的低温焊锡成分。焊锡可以有各种物理形式使用,包括锡条、锡锭、锡线、锡粉、预制锭、锡球与柱、锡膏和熔化状态。焊锡材料的固有特性可从三个方面考虑:物理、冶金和机械。    物理特性    对今天的包装和装配特别重要的有五个物理特性:    冶金相化温度(Metallurgicalphase-transitiontemperature)有实际的暗示,液相线温度可看作相当于熔化温度,固相线温度相当于软化温度。对给定的化学成分,液相线与固相线之间的范围叫做塑性或粘滞阶段。选作连接材料的焊锡合金必须适应于最恶劣条件下的最终使用温度。因此,希望合金具有比所希望的最高使用温度至少高两倍的液相线。当使用温度接近于液相线时,焊锡通常会变得机械上与冶金上“脆弱”。    焊锡连接的导电性(electricalconductivity)描述了它们的电气信号的传送性能。从定义看,导电性是在电场的作用下充电离子(电子)从一个位置向另一个位置的运动。电子导电性是指金属的,离子导电性是指氧化物和非金属的。焊锡的导电性主要是电子流产生的。电阻—与导电性相反—随着温度的上升而增加。这是由于电子的移动性减弱,它直接与温度上升时电子运动的平均自由路线(mean-free-path)成比例。焊锡的电阻也可能受塑性变形的程度的影响(增加)。    金属的导热性(thermalconductivity)通常与导电性直接相关,因为电子主要是导电和导热。(可是,对绝缘体,声子的活动占主要。)焊锡的导热性随温度的增加而减弱。    自从表面贴装技术的开始,温度膨胀系数(CTE,coefficientofthermalexpansion)问题是经常讨论到的,它发生在SMT连接材料特性的温度膨胀系数(CTE)通常相差较大的时候。    一个典型的装配由FR-4板、焊锡和无引脚或有引脚的元件组成。它们各自的温度膨胀系数(CTE)为,×10-6/°C(FR-4);×10-6/°C(