无铅焊料
无铅焊料
• 无铅焊料的优缺点 • 无铅焊料的性能 • 无铅焊料的可靠性 • 无铅焊料的应用范围
铅锡焊料的性能
• 常用的铅锡焊料 铅锡焊料:以锡铅合金为主，有的锡焊料还含少量的 锑。含铅37％，锡63%的锡合金俗称焊锡，熔点约 183℃。这是最普遍的锡铅焊。 • 常用焊锡具备的条件 1)焊料的熔点要低于被焊工件。 2)易于与被焊物连成一体，要具有一定的抗压能力。 3)要有较好的导电性能。 4)要有较快的结晶速度。
Sn-Ag-Cu • 在Sn-Ag二元系中添加Cu组成的Sn-Ag-Cu三元 共晶，熔点（217℃）比 Sn-Ag 共晶低，可靠 性和可焊性更好，具有浸润性好、抗热疲劳等 优点；在Sn-Ag-Cu中添加质量分数为0.5% Sb 可以提高其抗蠕变性；添加 Fe、Co则可以细 化其组织，从而进一量分数为 1% Zn，可使 Ag3Sn析出相更细小步提高其剪切强度。在共 晶Sn-3.5Ag中加入质弥散，Zn还能抑制 Sn枝 晶的形成，但会使共晶领域尺寸增大。
铅锡焊料的性能
• 锡铅焊料主要用途:广泛用于电子行业的软钎 焊、散热器及五金等各行业波峰焊、浸焊等精 密焊接。特殊焊接工艺以及喷涂、电镀等。经 过特殊工艺调质精炼处理而生产成的抗氧化焊 锡条,具有独特的高抗氧化性能,浮渣比普通焊 料少,具有损耗少、流动性好,可焊性强、焊点 均匀、光亮等特点.
无铅与有铅的比较
无铅焊料
• 对无铅焊料的研究 , 基本上是从以下三个方 面进行的: (1) 新型无铅焊料合金的研制与设计; (2) 焊接头疲劳研究及可靠性设计; (3) 无铅焊料工艺性能研究。
研究方向
无铅焊料的优缺点
无铅焊料
• 根据以上要ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ,几乎所有的无铅焊料的研究都 是以 Sn为主要成分来发展的 ,通过添加 In、 Ag、 Bi、 Zn、 Cu和Al 等元素构成二元、 三元甚至四元共晶合金系。其主要原因是共晶 合金有单一、较低的熔点。
无铅焊料
7) 与各种助焊剂相匹配 ,兼容性好。同时与现 有元件基板/引线及 PCB 材料在金属学性能上 兼容; 8)无铅焊料要有较好的物理特性(强度、 拉伸 度、 疲劳度等) ,合金必须能够提供 63Sn/ 37Pb所能达到的机械强度和可靠性 ,而且不会 在通孔器件上出现突起的角焊缝(特别是对固 液共存温度范围较大的合金) 。 9) 焊点外观:焊点的外观应与锡/铅焊料接近 , 焊接后对焊点的检测 ,返修要容易。
铅锡焊料的性能
• 常用焊锡的种类 根据熔点不同可分为硬焊料和软焊料；根据 组成成分不同可分为锡铅焊料、银焊料、铜焊 料等。在锡焊工艺中，一般使用锡铅合金焊料。 锡铅焊料——是常用的锡铅合金焊料，通常 又称焊锡，主要由锡和铅组成，还含有锑等微 量金属成分。
铅锡焊料的性能
• 共晶焊锡——是指达到共晶成分的锡铅焊料， 合金成分是锡的含量为61．9％、铅的含量为 38．1％。在实际应用中一般将含锡60％，含铅 40％的焊锡就称为共晶焊锡. • Pb 能够在Sn-Pb焊料中发挥如下重要作用：（1） 减小表面张力，有利于润湿；（2）能阻止锡瘟 发生；（3）促进焊料与被焊件之间快速形成键 合。
无铅焊料
4) 价格:焊料中所使用的金属的价格是一个因 素 ,同时还要考虑因使用新焊料改变装配线所 附加的成本。 5) 焊接后的导电性，导热性能好,要与 63sn/ 37pb合金焊料相接近。 6) 易于能被加工成所需要的所有形式 ,包括 用于手工焊和修补的焊丝 ,用于焊料膏的焊料 粉 ,用于波峰焊的焊料棒 ,不是所有合金都能 加工成所有形式 ,比如铋的含量增加将导致合 金变脆而不能拉成丝状。
结论
• 但由于 Pb及其化合物的剧毒性对人类健康和 生活环境的危害。且铅锡焊料抗蠕变性能较差， 剪切强度较低等。
• 结论：必须取代有铅焊料！
无铅焊料
• 无铅焊料应具备的性能,根据环境保护要求及 工业实际应用 ,寻找在电子装配工业中能全面 替代 SnPb的无铅焊料必须满足以下要求: 1) 润湿性:只有在焊料与基体金属有着良好的 润湿时才能形成可靠的连接。 2) 可用性:无铅焊料中所使用的金属必须是无 毒的和有丰富供给的。 3) 低熔点:材料的熔点必须低到能避免有机电 子组件的热损坏 ,同时又必须高到能满足现有 装配工艺下具有良好机械性能。