SMT無鉛焊料簡介

一.無鉛焊料的發(fā)展動(dòng)態(tài)

鉛及其化合物會(huì)給人類生活環(huán)境和安合帶來較大危害;電子工業(yè)中在大量使用sn/Pb合金焊料是造成污染的產(chǎn)要來源之一。日本首先研制出無鉛焊料并應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中，并提出2003年禁止使用。美和歐洲提出2006年禁止使用。另外，特別強(qiáng)調(diào)電子產(chǎn)品的廢品回收問題。我一些獨(dú)資、合資企業(yè)的出口產(chǎn)品也有了應(yīng)用。無鉛焊料已進(jìn)入實(shí)用性階段。

二.對(duì)無鉛焊料的要求

1.熔點(diǎn)低，合金共晶溫度近似于Sn63/Pb37的共晶溫度183℃，大致在180℃-220℃之間。

2.無毒或毒性很低，所選材料現(xiàn)在和將來都不會(huì)污染環(huán)境。

3.熱傳導(dǎo)率和導(dǎo)電率要與Sn63/Pb37的共晶焊料相當(dāng)，具有良好的潤濕性。

4.機(jī)械性能良好，焊點(diǎn)要行足夠的機(jī)械強(qiáng)度和抗熱老化性能。

5.要與現(xiàn)有的焊接設(shè)備和工藝兼容，可在不更換設(shè)備不改變現(xiàn)行工藝的條件下進(jìn)行焊接。

6.焊接后對(duì)各焊點(diǎn)檢修容易。

7.成本要低，所選剛的材料能保證充分供應(yīng)。

三.目前有可能替代Sn/Pb焊料的合金材料

有可能替代Sn/Pb焊料的無毒合金是sn基合金，以Sn為主，添加Ag、Zn、Cu、Sb、bi、In等金屬性能，提高可焊性。

目前常和的無鉛焊料主要是以Sn-Ag、Sn-Zn、Sb、Bj為基體，添加適量的其它金屬元素組成三元合金和多元合金。

1.Sn-Ag系焊料

Sn-Ag系焊料具有優(yōu)良的機(jī)械性能、拉仲強(qiáng)度、蠕變特性及耐熱老化比Sn-Pb共晶焊料稍差，但不存在延展性隨時(shí)間加長而劣化的問題;Sn-Ag系焊料的主要缺點(diǎn)是熔點(diǎn)偏高，比Sn-Pb共晶焊料高30-40℃，潤濕性差，成本高。

2.Sn-Zn系焊料

sn-zn系焊料機(jī)械性能好，拉伸強(qiáng)度比sp-pb共晶焊料好，可拉制成絲材使用;具有良好的蠕變特性，變形速度慢，至斷裂時(shí)間長;缺點(diǎn)是ZN極易氧化，潤濕性和穩(wěn)定性差，具有腐蝕性。

3.Sn-Bi系焊料

Sn-Bi系焊料是以SN-AG(CU)系合金為基體，添加適量的BI組成的合金焊料;優(yōu)點(diǎn)是降低了熔點(diǎn)，使其與SN-PB共晶焊料相近;蠕變特性好，并增大了合金的拉伸強(qiáng)度;缺點(diǎn)是延展性變壞，變得硬而脆，加工性差，不能加工成線材使用。

四.目前應(yīng)用廣泛的無鉛焊料

SN3.2Ag-0.5Cu是目前應(yīng)用多的無鉛焊料。其熔點(diǎn)為217-218℃。

五、無鉛焊接給帶來問題

1、元器件：要求元件體耐高溫，而且無鉛化。即元件的焊接端頭和引出線也要采用無鉛鍍層。

2、PCB：要求PCB基材耐更高溫度，焊后不變形，焊盤表面鍍層無鉛化，與組裝焊接用的無鉛焊料兼容，要低成本。

3、助焊劑：要開發(fā)新型的潤濕性更好的助焊劑，要與預(yù)熱溫度和焊接溫度相匹配，而且要滿足環(huán)保要求。

4、焊接設(shè)備：要適應(yīng)較高的焊接溫度要求，再流焊爐的預(yù)熱區(qū)要加長或更換新的加熱元件;波峰焊機(jī)的焊料槽、焊料波噴嘴、導(dǎo)軌傳輸爪的材料要耐高溫腐蝕。必要時(shí)(例如高密度窄間距時(shí))采用新的抑制焊料氧化技術(shù)和采用惰性氣體N2保護(hù)焊接技術(shù)。

5、工藝：無鉛焊料的印刷、貼片、焊接、清洗以及檢測都是新的課題，都要適應(yīng)無鉛焊料的要求。

6、廢料回收：無鉛焊料中回收BI、CU、Ag也是一個(gè)新課題。