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 近年来,铅对人体的毒害正越来越受刭重视,许多国家立法禁止在电子、汽车和飞机制造业中使用含铅焊料。因此环保无铅焊料的研究开发、推广使用迫在眉睫。
  无铅焊料的推广涉及到方方面面,包括元器件行业、PCB行业、助焊剂行业、焊料行业和设备行业:即元器件引脚以及内部连接也要采用无铅焊料和无铅镀层;PCB基材应适合更高的温度,焊盘表面涂覆层也应适应高温焊接;助焊剂在高温情况下不应变色;焊接设备中机械材料、传动、控制系统也应适应在较高温场合下使用等等。 纯锡由于熔点高(232℃),在铜上电镀的纯锡镀层在低温下长期暴露之后,可能会发生相变(但掺杂可以抑制锡的相变的发生),在较高温度和潮湿环境会诱发晶须的生长,焊接工艺性差而不便直接作为无铅焊料使用。
  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0.1~0.2%以下的主要用于电子组装的软钎料合金。

一个可以取代目前通用的Sn/Pb合金的无铅焊料通常应满足以下条件:
(1) 储量丰富,能满足市场要求,某些元素,如:In和Bi,储量较小,因此只能作为无铅焊料的添加成分;
(2) 可接受的市场价格;
(3) 无毒或毒性很低。如Cd、Te等金属因有毒而不列入考虑范围;
(4) 可容易地制成条、丝、膏等,不是所有的合金都能够被加工成所有形式,如铋的含量增加将导致合金变脆而不能拉拔成丝状;
(5) 替代合金可以再循环利用;
(6) 可以和现有元件基板/引线及PCB材料在金属学性能上兼容;
(7) 合适的物理性能(如电导率,热导率,热膨胀导数),足够的力学性能(剪切强度、蠕变抗力、等温疲劳抗力、热机疲劳抗力、金属学组织的稳定性)和良好的润湿性;

部分无铅合金特性表:

合金成份

熔点

特 性

Sn/Cu0.7

227

成本低、熔点高,润湿性差、毛细作用力小、疲劳特性差,可用于较低要求的焊接场所。

Sn/Cu0.7/Ag0.3

217-227

Sn/Cu系列合金,润湿性较Sn/Cu0.7好,但各项性能仍劣于Sn/Ag3/Cu0.5系列合金。

Sn/Ag3.5

221

成本较高,在用传统无铅焊料,有可能因为银相变化而无法通过可靠性试验。

Sn/Ag3/Cu0.5-0.7

217-218

成本较高,各项性能良好,目前选用厂家最多的无铅焊料(据统计,超过60%的在用厂家使用此合金)。

Sn/Ag2.5/Cu0.8/Sb0.5

217

AIM专利产品,CASTIN?合金,各项性能良好,熔点较Sn/Ag3/Cu0.5更低,且更细晶格的合金。

Sn/Ag4/Cu0.5-0.7

217-218

无专利问题,成本较Cu/Ag3/Cu0.5高,各项性能良好,目前在用无铅焊料。

Sn/1.0Ag/4.0Cu

217-353

防止被Cu腐蚀,高温用

Sn/2.5Ag/1.0Bi/0.5Cu

214-221

SnAgCuBi系推荐产品,属Oatey专利产品