如果您最近没有听说过含铋（铋）焊料合金，那么这种情况在不久的将来可能会改变。低熔点含铋焊料的熔化温度较低--58Bi/42Sn 的共晶温度为 138°C，57Bi/42Sn/1Ag 的熔化温度为 137-139°C（这两种焊料都是无铅替代品），因此其使用量和受欢迎程度都在不断增加。
低温 焊料相比熔点更高的合金更具优势，因为较低的加工温度要求既能减少热损伤，又能降低总体成本。缺陷 ，例如分层或“叠层封装（PoP）-corning”，可通过使用低温焊料来最大限度地减少或消除。 当水分扩散进入塑料元器件 并在加热时迅速膨胀时，潮湿敏感器件（MSD）中就会出现分层或叠层封装（PoP）-corning 失效现象。这些低温合金也适用于温度敏感元器件 、阶梯焊接 工艺或返修 。
大多数焊料的基体金属是锡，其熔点为232oC。为了降低合金的熔点，通常会加入多种合金元素。 镓（Ga）、铟（In）、铋（Bi）和镉（Cd）都能有效降低焊料合金的熔点。然而，由于镉具有毒性，因此通常不被考虑。含铋（镓（Ga） ）的合金并不实用，因为它们在室温或略高于室温时通常呈液相线 。因此，铋和铟成为低温 锡基焊料合金的合金元素候选者。铟和铋都具有独特的物理属性 。
BiSnAg合金 的熔点低于标准锡铅焊料（Sn63/Pb37 或 Sn63共晶——183oC），但在许多情况下，其熔点仍足够高，足以承受成品的工作温度。此外，其机械性能属性 与 Sn63 相似，但这种焊料合金 不含铅。合金 的熔点接近共晶点，为137-139°C。由于通常建议回流温度比液相线 高出20-40oC，因此BiSnAg合金 的最高回流加工温度仍仅需约180°C。 Sn63组装通常需要205-215°C（若回流无铅BGA则需更高——225-230°C），而无铅组装的工艺温度通常为240-245°C。
惠普（HP）针对剪切强度 所进行的蠕变抗力、疲劳抗力及其他机械性能测试表明，BiSnAg在大多数条件下（包括在高达90°C的温度下仍能保持合理的强度）其属性 接近或超过Sn63。
含铋合金确实存在一些令人担忧的问题。主要担忧之一是铋（Bi）往往具有相当强的脆 ，其次，如果将其用于含有铅的应用 中，会在96°C时形成低熔点共晶。 当行业最初向无铅领域转型时，低熔点共晶的形成曾是一个主要问题；当时大多数组件仅实现了部分无铅化，铅污染确实令人担忧。随着转型的推进，这一问题已大大缓解；如今，含铋材料已成为一种更可行的选择。
此处的重点主要集中在BiSnAg成分上，因为HP在早期就观察到，少量添加Ag（或Au）可以提高BiSn共晶的热疲劳寿命合金 。在-25°至75°C（BiSnAg）条件下，所有组件均经受住了7,000次热疲劳循环热循环 ，其性能实际上优于Sn63。 BiSnAg的热疲劳性能与Sn63相当或更优（即使在0-100°C范围内且无Pb污染的情况下也是如此）。惠普公司认为，Ag可能减小晶粒尺寸并稳定微观结构；更细的微观结构通常更有利于提高机械性能属性 。
在下一篇博文中，我将分享一些关于在表面贴装技术 工艺中使用BiSnAg合金 时需要考虑的要点。
