在上一篇指南中，我们介绍了低温 焊接技术及其在现代电子组装领域日益重要的地位。现在，我们将深入探讨其中一种关键材料：铋焊料。随着元器件 的缩小以及热敏感性的增加，了解不同焊料合金的细微差别变得至关重要。
本指南重点介绍含铋焊料，探讨其独特的物理特性属性 ，其在表面贴装技术 应用 中的应用演变，以及在选择合适的合金 时需要考虑的因素。为什么铋在低温 焊接中变得如此重要？让我们一起来了解。
铋焊料简介
铋是一种引人入胜的金属。它密度大，脆 ，且与其他金属相比，熔点 相对较低。纯铋的熔点为271°C，但与锡（Sn）合金化后，会形成共晶合金 ，其熔点 要低得多。最常见的配方B58Sn42，熔点仅为138°C。这一特性使其成为低温 焊膏的理想候选材料。
从历史上看，铋曾被用于特定小众领域的焊料中应用 。然而，随着无铅制造的推进以及对更低温度工艺温度 的需求，含铋合金已进入主流。它们能够在远低于锡-银-铜（SAC）合金所需240°C峰值温度的条件下形成可靠的焊点，这一特性堪称革命性突破。
需要记住的一个关键物理特性是其脆性。标准的铋锡焊点比SAC焊点更刚硬、延展性更差，这对涉及跌落冲击或高振动情况的应用 具有重要影响。听起来像是致命缺陷，对吧？未必。目前已开发出先进的配方来解决这一问题，同时还采用了边缘焊接层 或底部填充材料 等技术。
低温 回流焊：SAC与铋合金的对比
使用低温 焊料的主要优势在于能显著降低回流峰值温度。虽然典型的SAC305工艺曲线需要峰值温度 约为240-245°C，但铋锡合金 的回流温度峰值温度 仅需约160°C。这意味着温度降低了80°C以上。
这一温差不仅仅是一个数字；它对整个装配过程有着深远的影响。其优势显而易见且极具说服力：
保护对温度敏感的元器件
许多现代传感器、光学模块以及采用塑料封装的元器件 无法承受较高的回流焊接温度。使用含铋焊料可防止热损伤，从而提高良率并提升最终产品的质量可靠性 。
节能与降本
降低烤箱温度可直接减少能耗。在数千个生产周期中，这将带来可观的成本节约，并减少碳足迹。
减少部件翘曲
像BGA这样的大型封装在高温下容易发生翘曲，这可能会导致缺陷 ，例如枕头缺陷 （枕头缺陷 ）、虚焊 以及桥连 。通过降低回流焊接的峰值温度，可以最大限度地减少翘曲，并提高焊点的可靠性。
与温度敏感基材的兼容性
某些柔性或替代性电路板材料无法承受标准回流 产生的热量。低温 焊接技术为使用更多种类的基板材料开辟了可能性。
在实施低温 工艺时，务必遵循针对您所用焊膏的回流曲线 推荐指南，因为这些指南与SAC合金所用的工艺曲线存在显著差异。
探索以Bi为基础的低温 合金 选项
并非所有的铋焊料都是一样的。多年来，合金 不断优化其配方，以提升性能并克服铋的一些固有缺陷，例如其脆性。
让我们来看看一些常见的选项：
- Indalloy®281 (58Bi/42Sn)：这是铋合金中的主力产品。它是一种共晶合金 ，其熔点 为138°C。该合金广泛应用于应用 ，在这些应用中，低温是首要考虑因素，而抗机械冲击性则并非关键因素。
- Indalloy®282（57Bi/42Sn/1Ag）：1%的差异竟如此显著。在铋-锡合金 中添加少量银（Ag），可显著降低其脆性。虽然熔点 仅上升1度至139°C，但由此形成的焊点却更具延展性和韧性。 如果弯曲一根由BiSn制成的金属丝，它很可能会断裂。然而，BiSnAg金属丝则可以弯曲，这充分展示了其机械性能的提升属性 。
- 新一代铋合金：持续的研究已led ，开发出更为先进的配方。这些新一代合金（例如Indalloy®303）旨在提供卓越的热循环 性能，进一步提升铋焊点 在严苛环境下的可靠性 。这使得它们适用于应用 ，例如汽车电子设备，这类应用往往面临剧烈的温度波动。
合金 的选择完全取决于您的应用的具体需求。您是希望在静态设备上实现最大程度的成本节约，还是更重视提升抗跌落冲击和热管理性能可靠性 ？请查阅我们的焊锡合金 选型指南，或联系我们的技术支持团队 工程师 ，以找到适合您应用 的合金 。
通量的关键作用
合金 仅是整个工艺的一半。低温 焊膏中的助焊剂 专为在较低温度下激活而设计，可有效清洁焊接表面，并确保润湿 。专为SAC合金设计的助焊剂在低温 工艺中根本无法正常工作。例如，我们的Indium5.7LT-1是一款免洗 助焊剂 ，专为铋基合金特别配制，可提供出色的印刷性、较长的钢网 使用寿命以及极低的空洞率 。
供应链与定价的应对之道
与任何大宗商品一样，铋的价格和供应情况会随着全球市场动态而波动。最近，围绕出口限制和供应链变化的讨论，使原材料采购这一话题成为关注焦点。
确保供应链的安全与稳定比以往任何时候都更为重要。与拥有可靠采购策略的供应商建立合作伙伴关系，对于降低价格波动和地缘政治因素带来的风险至关重要。这能确保您的生产持续进行，避免出现意外中断。可靠的合作伙伴让您高枕无忧，使您能够专注于生产，而无需担心原材料的供应问题。
结论：铋焊料适合您吗？
低温 使用 含铋合金进行焊接， 为现代电子制造面临的许多挑战提供了一种强有力的解决方案。通过减轻热应力、保护敏感的元器件 以及降低能源成本，它使得制造出更复杂、更可靠的设备成为可能。
虽然标准Bi/Sn合金固有的脆性确实值得关注，但含有银及其他元素的先进配方在提高机械性能方面已取得显著进展。在选择焊料时，必须权衡较低回流温度带来的优势与产品最终使用环境所提出的具体机械和热学要求。
选择合适的合金 与助焊剂组合是一项至关重要的决策。通过了解不同铋基焊料的属性 ，并与知识渊博的材料供应商合作，您可以成功实施低温 焊接工艺，从而提升质量、降低成本，并始终走在技术前沿。
