au80s20共晶焊接元器件焊接尺寸长宽比例(共晶焊料的成分比例是)
导语:Au80Sn20、Pb63Sn37、In97Ag3共晶焊料介绍
一、Au80Sn20共晶焊料
金锡共晶焊料(AuSn20)含有AuSn(δ)和Au5Sn(ζ)两相的低温共晶贵金属焊料,可以在300℃下与金层无需助焊剂直接焊接。AuSn20的钎焊温度仅比熔点高20—30℃即可,由于是共晶成分,很小的过热度就可以使合金熔化并浸润,合金的凝固过程很快。
金锡合金相图
AuSn20共晶焊料具有
强度高:屈服强度高,即使在250—260℃下,其强度也可胜任气密性要求。
粘滞性低:AuSn20液态下具有很低的粘滞性,可以快速填充待焊间隙,完成焊接。
无需助焊剂:80%的Au比重使得材料表面氧化程度较低,在真空环境中钎焊或焊接过程中充入氮气和氢气的混合气体(还原气体)完全不需要使用助焊剂。
以及浸润性好、高耐腐蚀性、高抗蠕变性和良好的导热和导电性。一些电子产品的应用环境可能十分恶劣,如军用电子产品,这些产品往往要经受温度的循环变化和应力的循环变化,为了保证器件工作的正常运行,采用金锡焊料,可以有效的防止蠕变和疲劳引起的焊点。
二、Pb63Sn37共晶焊料
铅锡(PbSn38.1)焊料是电子封装广泛使用的一种软钎焊料。加入铅可降低熔点,并与锡形成熔点仅183℃的共晶体。锡(熔点232℃)和铅(熔点327℃)组成的合金。其中焊锡是由锡63%和铅37%组成的焊锡被称为共晶焊锡,这种焊锡的熔点是183度。
铅锡合金相图
PbSn焊料的化学成分及性能
Pb63Sn37具有良好的焊接性,优于无铅焊料;良好的导电、导热性能;良好的力学性能;焊点可靠性高,耐腐蚀。缺点包括不是所有的材料都可以用锡焊,如铝、不锈钢;锡焊时会释放有毒气体,对人体有害,焊锡中的铅与人体长期接触会进入体内,影响健康。
PbSn焊料在150℃时的性能
PbSn焊料的低温性能
PbSn焊料的蠕变应力-寿命
二、In97Ag3共晶焊料
铟In熔点较低(157℃),可与Sn、Pb、Ag等元素形成一系列低熔点共晶焊料,能够避免在封装焊接过程中高温因素对产品的影响,铟In基焊料对碱性介质有较高的抗腐蚀性,对金属和非金属都具有良好的的润湿能力,形成的焊点具有电阻低、塑性高等优点,可用于不同热膨胀系数材料的匹配封装。因而铟In基焊料主要应用于电真空器件、玻璃、陶瓷和低温超导器件的封装上。纯铟In和铟In基合金焊料具有优异的热传导性,低熔点,极好的柔软和延展性等特点,常用于如陶瓷元件搭接到PCB的连接材料和热传导材料。
In97Ag3为低温共晶钎料,熔点为143℃。In97Ag3熔点低、抗拉强度低,其抗拉强度比Sn63Pb37低得多,比纯Sn稍高些,适用于低温低强度封装。In同Bi一样,能降低表面能,对Cu具有良好的润湿性。相较于Sn基钎料,In97Ag3钎料能抑制Au或Ag的溶蚀。In的低熔点合金系列,因其熔点低、抗疲劳性和延展性好,导电、导热性好,可靠性高,尤其对玻璃、陶瓷等非金属具有良好的润湿性,已成为微电子组装的主要特种焊料之一。可应用于电真空器件、玻璃、陶瓷和低温超导器件的钎接。优良的导热性,是一种很好的导热界面材料,在LED或热感应器中具有重要的应用价值。
铟银合金相图
In97Ag3焊料的特点为低温共晶钎料,熔点143℃;强度低,延展性好;良好的导电、导热性;良好的抗疲劳性;In能降低表面能,润湿性好。
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