焊接面(金锡焊片知识小百科)

Posted 2023-06-02

篇首语：博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了焊接面(金锡焊片知识小百科)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

焊接面(金锡焊片知识小百科)

(标签：金锡焊片金川岛焊片金锡焊料Au80Sn20）

Au80Sn20是金锡共晶合金焊料，是金锡合金中熔点最低的，它具有优良的焊接工艺性能和焊接接头强度。熔点为280℃。固态下的金锡合金均没有出现单质的锡或者金，而是以不同的金锡金属间化合物的混合组织出现，因此，原则上讲金锡合金的化学性质与纯金类似，非常稳定，不易被氧化和腐蚀。该焊料脆性大。金锡共晶合金的密度为14.52g/cm3。

金锡合金的物料性能

参数

原子序数

熔点

(℃)

密度

(g/cm3)

抗拉强度(Mpa)

电阻率(10-6 Ω.cm)

金

1064.58

19.3

230

2.2

锡

231.96

7.3

11.5

金锡焊料特性

共晶的金80%锡20%钎焊合金（熔点280℃）用于半导体和其他行业已经多年。由于它优良的物理性能，金锡合金已逐渐成为用于光电器件封装最好的一种钎焊材料。金锡共晶合金焊料具有许多优越的性能，包括低的熔点却又较高的强度，可保证焊接可靠性，良好的抗热疲劳性能，可放防止因为温度循环产生疲劳断裂，可以在气候变化恶劣的条件下使用，良好的抗氧化性能，优秀的漫流性能，以及较高的热导率等。

金锡焊片

焊接温度适合

金锡共晶焊料在共晶点位置熔点为280℃，焊接温度约300～310℃ 仅比其熔点高出20～30℃。在钎焊过程中，基于合金的共晶成分，很小的过热度就可使合金熔化并浸润；合金的凝固过程很快。因此，金锡合金的使用能够大大缩短整个钎焊过程。金锡合金的钎焊温度范围适用于对稳定性要求很高的元器件组装。同时，这些元器件也能够承受随后在相对低一些的温度利用无铅焊料的组装。这些焊料的组装温度大约在260℃。同时共晶金锡焊料(Au80Sn20)提供的温度工作范围高达200℃。

焊接强度高

Au80Sn20作为共晶合金，有着细小均匀的晶格、很高的强度的特征。同时Au80Sn20焊料的高温焊接强度也比较高，因而能够耐受热冲击、热疲劳，能够在250-260℃温度下，它的强度也能够胜任器件气密性要求。Au80Sn20焊料的高强度以及填充空隙优良的特性，有效保证了封装的气密性和可靠性。

低温焊料接头强度表

焊料成分wt%

Sn63Pb37

In90

Ag10

Au80

Sn20

Bi56.5

Pb43.5

In96.5

Bi3.5

Pb97.5

Ag1.5

Sn1.0

接头剪切强度Mpa

26.7

7.7

47.5

11.9

Au80Sn20的焊接强度比Sn63Pb37的焊接接头剪切强度要高出许多。所以Au80Sn20焊料在封装电子产品中具有很好的寿命和可靠性。

导热率高

AuSn20的热导率为57W/m·k，在软钎料中属于较高水平，当同样的厚度焊料情况下，热阻就小，因此焊接的器件具有良好的导热性能。尤其对一些功率器件，驱动芯片，激光器芯片，LED芯片，控温芯片和对导热与散热有高要求的场合，热流可通过金锡焊料传导给热沉，形成快速传热通道。

低粘滞性

金锡共晶合金焊料处于共晶点成本，熔化后流动性能好，能够快速的填充焊接间隙，保证了焊接的气密性。尤其对于气体保护器件如激光器的稀有气体保护，或者MEMS真空器件的真空度保证。

无需助焊剂

Au80Sn20合金成份中金占了很大的比重(80％)，材料表面的氧化程度较低。如果在钎焊过程中采用真空，戒还原性气体如氮气和氢气的混合气，就不必使用化学助焊剂。

浸润性良好

Au80Sn20焊料可直接在镀金层上焊接，他对镀金焊盘的熔蚀很小，因此镀金不会被共晶的金锡焊料溶掉而导致次表层外露并与焊料发生不可预测的焊料反应。

抗蠕变性能和抗疲劳性能

对于军工电子产品，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失效。

金锡合金焊料的应用

Au80Sn20 除了用于芯片与基板的焊接连接外，还可以广泛应用于多种芯片的气密封装。如在微电子芯片封装，光芯片封装等

芯片封装；

芯片封装

2.金锡盖板封装；

3.激光二极管封装；

总结

金锡焊料共晶点为280℃，具有优良的导电、导热及耐蚀性能，力学性能优异，已在军工、航空航天、医疗等高可靠性要求领域广泛应用。金锡焊料还可用于阶梯回流焊接过程中的第一级回流焊接，可避免在后续低温回流过程中的焊点熔化。非常适合应用于微型光电器件的高可靠性封装及大功率器件的高导热封装。