梁东成，陈东东，白海龙，赵玲彦，吕金梅，徐凤仙，严继康，易健宏

(1.昆明理工大学 材料科学与工程学院，云南 昆明 650093； 2.云南锡业锡材有限公司，云南 昆明 650501)

0 引 言

由于铅元素与其化合物对人体伤害极大，各发达国家开始颁发法令禁止含铅化合物的使用，因此焊料无铅化已成为未来必然趋势.

无铅钎料(Pb-free solder)并非完全不含铅元素,而是铅含量不超过0.1%.目前主要以Sn为基体,添加Cu、Ag、Sb、Zn、Bi等元素构成相应的多元共晶合金[1-3]以代替Sn-37Pb焊料.表1为主要熔点和特性.

表1 典型无铅焊料熔点和主要特点

如今研究多以Sn-Ag-Cu、Sn-Cu、Sn-Zn、Sn-Bi为基体，添加其他第二相粒子构成新合金焊料体系，其中Sn-Zn焊料以成本低、熔点低、综合力学性能优异的因素备受青睐，但由于其抗腐蚀性、抗氧化性差限制了其发展，目前添加Bi、In、P等元素以此改善综合性能，满足实用化要求[4].Sn-Ag-Cu[5]系列应用最广,它与传统Sn-Pb焊料兼容性最佳，形成的焊点可靠性强，可熔点为217℃，比Sn-Pb焊料高了34℃.因此，在回流焊工艺中需要对设备、工艺、基板的耐热性提出更加严格的要求，在无形中提高了钎焊成本.Sn-Cu焊料相比其他体系来说，成本低廉是其最大优势，并且Sn-0.7Cu在无铅波峰焊上也有较高的实用性[6],然而Sn-Cu系熔点227℃，且润湿性较差，力学性能不足，在应用上还是有限制性.目前国内外研究者也有通过第二相粒子增强Sn-Cu合金，例如Ag、Er、In等合金元素和稀土元素以及纳米颗粒进行改性来有效提高合金性能[7].Sn-Bi共晶合金熔点低于Sn-Pb合金焊料，能更多使用于电路板焊接和其他对……