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无铅焊料简介

一.无铅焊料的发展动态

  铅及其化合物会给人类生活环境和安合带来较大危害;电子工业中在大量使用sn/Pb合金焊料是造成污染的产要来源之一。日本首先研制出无铅焊料并应用到实际生产中,并提出2003年禁止使用。美国和欧洲提出2006年禁止使用。另外,特别强调电子产品的废品回收问题。我国一些独资、合资企业的出口产品也有了应用。无铅焊料已进入实用性阶段。我国目前还没有具体政策,目前普通焊膏还继续沿用,但发展是非常快的,加入WTO会加速跟上世界步伐。我们应该做好准备,例如收集资料、理论学习等。

  二.对无铅焊料的要求

  1.熔点低,合金共晶温度近似于Sn63/Pb37的共晶温度183℃,大致在180℃-220℃之间。

  2.无毒或毒性很低,所选材料现在和将来都不会污染环境。

  3.热传导率和导电率要与Sn63/Pb37的共晶焊料相当,具有良好的润湿性。

  4.机械性能良好,焊点要行足够的机械强度和抗热老化性能。

  5.要与现有的焊接设备和工艺兼容,可在不更换设备不改变现行工艺的条件下进行焊接。

  6.焊接后对各焊点检修容易。

  7.成本要低,所选刚的材料能保证充分供应。

  三.目前最有可能替代Sn/Pb焊料的合金材料

  最有可能替代Sn/Pb焊料的无毒合金是sn基合金,以Sn为主,添加Ag、Zn、Cu、Sb、bi、In等金属性能,提高可焊性。

  目前常和的无铅焊料主要是以Sn-Ag、Sn-Zn、Sb、Bj为基体,添加适量的其它金属元素组成三元合金和多元合金。

  1.Sn-Ag系焊料

  Sn-Ag系焊料具有优良的机械性能、拉仲强度、蠕变特性及耐热老化比Sn-Pb共晶焊料稍差,但不存在延展性随时间加长而劣化的问题;Sn-Ag系焊料的主要缺点是熔点偏高,比

  Sn-Pb共晶焊料高30-40℃,润湿性差,成本高。

  2.Sn-Zn系焊料

  sn-zn系焊料机械性能好,拉伸强度比sp-pb共晶焊料好,可拉制成丝材使用;具有良好的蠕变特性,变形速度慢,至断裂时间长;缺点是ZN极易氧化,润湿性和稳定性差,具有腐蚀性。

  3.Sn-Bi系焊料

  Sn-Bi系焊料是以SN-AG(CU)系合金为基体,添加适量的BI组成的合金焊料;优点是降低了熔点,使其与SN-PB共晶焊料相近;蠕变特性好,并增大了合金的拉伸强度;缺点是延展性变坏,变得硬而脆,加工性差,不能加工成线材使用。

  四.目前应用最广泛的无铅焊料

  SN3.2Ag-0.5Cu是目前应用最多的无铅焊料。其熔点为217-218℃。

  五、无铅焊接给带来问题

  1. 元器件

  要求元件体耐高温,而且无铅化。即元件的焊接端头和引出线也要采用无铅镀层。

  2. PCB

  要求PCB基材耐更高温度,焊后不变形,焊盘表面镀层无铅化,与组装焊接用的无铅焊料兼容,要低成本。

  3. 助焊剂

  要开发新型的润湿性更好的助焊剂,要与预热温度和焊接温度相匹配,而且要满足环保要求。

  4. 焊接设备

  要适应较高的焊接温度要求,再流焊炉的预热区要加长或更换新的加热元件;波峰焊机的焊料槽、焊料波喷嘴、导轨传输爪的材料要耐高温腐蚀。必要时(例如高密度窄间距时)采用新的抑制焊料氧化技术和采用惰性气体N2保护焊接技术。

  5. 工艺

  无铅焊料的印刷、贴片、焊接、清洗以及检测都是新的课题,都要适应无铅焊料的要求。

  6. 废料回收

  无铅焊料中回收BI、CU、Ag也是一个新课题。

  因回流焊造成板子颜色变暗或因烘烤不当变黄、变黑均不予以允收。但视情形可列入次级品判定允收。

  25.修补不良——修补线路未平贴基板或修补线路未作防焊处理,亦或有焊点残余松香未清理者。


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