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第四章 焊膏与焊膏印刷技术
第四章 焊膏与焊膏印刷技术 ﻭ第一节 锡铅焊料合金 ﻭ焊料是易熔金属,它在母材表面能形成合金,并与母材连为一体,不仅实现机械连，同时也用于电气连接。焊接学中,习惯上将焊接温度低于4５0℃的焊接称为软钎焊,用的焊料又称为软焊料。电子线路的焊接温度通常在 1８0℃~３00℃之间，所用焊料的要成分是锡和铅,故又称为锡铅焊料。
(7) 替代合金必须能够具有电子工业使用的所有形式, 包括返工与修理用的锡线、锡膏用的粉末、波峰焊用的锡条、以及预成型。不是所有建议的合金都可制成所有的形式, 例如铋含量高将使合金太脆而不能拉成锡线。
无论是 0 . 1 ％还是 0 . 2 ％均是很低的数值。所以目前国际公认的无铅焊料的定义为：以Sn为基体,添加了其它金属元素,而Pb的含量在0.1～0．2wt%（ｗｔ%重量百分比）以下的主要用于电子组装的软钎料合金。
三．无铅焊料应具备的条件
无铅焊料也应该具备与Sn-Pb合金大体相同的特征,具体目标如下：
一．电子产品焊接对焊料的要求
电子产品的焊接中，通常要求焊料合金必须满足下列要求:ﻭ(1)焊接温度要求在相对较低的温度下进行,以保证元件不受热冲击而损坏。ﻭ(2）熔融焊料必须在被焊金属表面有良好的流动性,有利于焊料均匀分布，并为润湿奠定基础。ﻭ(3)凝固时间要短,有利于焊点成型，便于操作。
（４)焊接后,焊点外观要好，便于检查。ﻭ(5)导电性好，并有足够的机械强度。ﻭ(6)抗蚀性好，电子产品应能在一定的高温或低温、盐雾等恶劣环境下进行工作,特别是军事、航天、通信以及大型计算机等。为此焊料必须有很好的抗蚀性。
目前，欧盟已通过立法明确在2008 年停止使用含铅钎料，全世界电子工业中禁止使用含铅钎料已是大势所趋。《报废电子电气设备指令》(WEEE)和《关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质指令》（RｏＨS)已经正式实施。ﻭ二．无铅焊料的定义
无铅焊料的标准,目前世界上尚无统一的标准。欧盟 ＥUＥLVＤ 协会的标准是： Pb 质量含量 < 0 . 1 % ；美国 JEDＥＣ 协会的标准是： Ｐｂ 质量含量＜ 0 . 2 % ；国际标准组织(ISO)提案,电子装联用焊料合金中铅质量含量应低于０.1%。
3.锡铅合金的特性
４．铅在焊料中的作用
5．液态锡铅焊料的易氧化性ﻭ6．锡铅焊料中的杂质
三．锡铅合金相图与焊料特性ﻭ1．铅锡合金状态图ﻭ铅锡合金状态图表示了不同比例的铅、锡的合金状态随温度变化的曲线。 ﻭ２. 共晶焊料
当Sn/Ｐｂ合金以 ６３ / ３７ 比例互熔时，升温至 183℃，将出现固态与液态的交汇点，即图中的T点,这一点称为共晶点,该点的温度称之为共晶温度，为１83℃，是不同Ｓn/Pb配比焊料熔点中温度最低的。对应的合金成分为Sｎ-6２.7%、Pb-３7．3％（实际生产中的配比是63：37)的铅锡合金称为共晶焊锡,是铅锡焊料中性能最好的一种。
1） 替代合金应是无毒性的。
(2) 熔点应同锡铅体系焊料的熔点（183℃) 接近, 要能在现有的加工设备上和现有的工艺条件下操作。ﻭ(３) 供应材料必须在世界范围内容易得到, 数量上满足全球的需求。某些金属如铟和铋数量比较稀少, 只够用作无铅焊锡合金的添加成分。ﻭ(4） 替代合金还应该是可循环再生的。ﻭ（5) 机械强度和耐热疲劳性要与锡铅合金大体相同。ﻭ（6) 焊料的保存稳定性要好。
(７)焊料原料的来源应该广泛,即组成焊料的金属矿产应丰富，价格应低廉,才能保证稳定供货。
二.锡铅合金焊料
1．锡的特性密度为 7．2８g/cm3 耐,常温下易氧化,性能稳定。
2．铅的特性ﻭ铅也是质地柔软并呈灰色的金属，熔点３27.4℃,密度为11．３4ｇ/cm3。铅的导电、导热性能差，铅与锡有良好的互溶性，塑性优异、铸造性好,并具有润滑性。纯铅耐腐蚀性极强，化学性能稳定,但有机酸和强酸对它有强腐蚀作用;铅对人体有害,以离子铅的形式进入人体,其毒性很大，尤其对婴幼儿。
四．锡铅合金产品
对于铅-锡合金除了按其百分比构成不同而派生出很多种合金外。成份为Sｎ6３Pb37的焊料，从形状和用途上又分为：锡膏、锡条、锡丝、锡箔。
第二节 无铅焊料合金
一． 废弃电子产品的危害性及铅的毒害性
Ｓｎ-Pb 合金(特别是Sn-3７Ｐb)，因其成本低廉，良好的导电性和优良的力学和钎焊性能，一直以来广泛的用于电子整机装联、微电子元器件的封装和印刷电路板级组装。但是,Pb 及含Ｐb 物是危害人类健康和污染环境的有毒有害物质。Sn-Pb 钎料在生产及使用过程中会直接危害人体，它与人体蛋白质强烈结合而抑制人体正常的生理功能，造成神经系统和代谢紊乱,使神经系统和生理反应迟钝，减少血色素而造成贫血及高血压。此外电子元器件废弃物中含Pb 的钎料会被氧化成氧化铅，氧化铅和盐酸及酸雨中的酸反应形成铅的化合物,污染环境，最终危害人类的健康。
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