
无铅的焊接行业对无铅焊料的要求
无铅焊料首先要能够真正满足环保要求,不能把铅去除了,又添加了新的有毒或有害的物质;要确保无铅焊料的可焊性及焊后的可靠性,并要考虑到客户所承受的成本等众多问题。概括起来讲,无铅焊料应尽量满足以下这些要求:1、无铅焊料的熔点要低,尽可能地接近63/37锡铅合金的共晶温度183℃,如果新产品的共晶温度只高出183℃几度应该不是很大问题,但目前尚没有能够真正推广的,并符合焊接要求的此类无铅焊料;另外,在开发出有较低共晶温度的无铅焊料以前,应尽量把无铅焊料的熔融间隔温差降下来,即尽量减小其固相线与液相线之间的温度区间,固相线温度最小为150℃,液相线温度视具体应用而定(波峰焊用锡条:265℃以下;锡丝:375℃以下;SMT用焊锡膏:250℃以下,通常要求回流焊温度应该低于225~230℃)。2、无铅焊料要有良好的润湿性;一般情况下,再流焊时焊料在液相线以上停留的时间为30~90秒,波峰焊时被焊接管脚及线路板基板面与锡液波峰接触的时间为4秒左右,使用无铅焊料以后,要保证在以上时间范围内焊料能表现出良好的润湿性能,以保证优质的焊接效果;3、焊接后的导电及导热率都要与63/37锡铅合金焊料相接近;4、焊点的抗拉强度、韧性、延展性及抗蠕变性能都要与锡铅合金的性能相差不多;5、成本尽可能的降低;目前,能控制在锡铅合金的1.5~2倍,是比较理想的价位;6、所开发的无铅焊料在使用过程中,与线路板的铜基、或线路板所镀的无铅焊料、以及元器件管脚或其表面的无铅焊料及其它金属镀层间,有良好的钎合性能;7、新开发的无铅焊料尽量与各类助焊剂相匹配,并且兼容性要尽可能的强;既能够在活性松香树脂型助焊剂(RA)的支持下工作,也能够适用温和型、弱活性松香焊剂(RMA)或不含松香树脂的免清洗助焊剂才是以后的发展趋势;8、焊接后对焊点的检验、返修要容易;9、所选用原材料能够满足长期的充分供应;10、与目前所用的设备工艺相兼容,在不更换设备的状况下可以工作。
无铅焊料有那些?
一、 无铅的背景(为什么需要无铅) 20世纪90年代中叶日本和欧盟,就已经作出了相应的立法。日本规定2001年在电子工业中淘汰铅焊料,欧盟的淘汰期为2004年,美国也在做这方面工作(2008年全面使用无铅产品)我们国家正在进行研究和开发无铅产品,顺应时代潮流 。 电子产品报废以后,PCB板焊料中的铅易溶于含氧的水中。污染水源,破坏环境。可溶解性使它在人体内累积,损害神经、导致呆滞、高血压、贫血、生殖功能障碍等疾病;浓度过大,可能致癌。珍惜生命,时代要求无铅的产品。
二、 常用无铅焊料成份 Zn可降低Sn的熔点,若Zn增加高于9%后,熔点会上升,Bi跟着降低Sn-Zn,但随着Bi的增加,其脆性也会增大。 Zn可降低Sn的熔点,若Zn增加高于9%后,熔点会上升,Bi跟着降低Sn-Zn,但随着Bi的增加,其脆性也会增大。此类是目前最常用的一种无铅焊料,它的性能比较稳定,各种焊接参数特性接近有铅焊料。 虽然In可使Sn合金的液相线和固相线降低,但是它的耐热疲劳性、延展性、合金变脆性、加工性差等缺陷,所以目前很少使用此配方。
三、无铅焊料的特性 vSn-Ag-Cu溶点(217℃)较高,高温(260%26plusmn;3℃) 即可。 v 无铅产品是绿色环保的先锋,有益人类身心健康,没有腐蚀性。 流动性差
四、无铅焊接需要面对的问题 合金本身的结构,使它跟有铅焊料相比,比较脆,弹性不好 ?Sn-Zn合金的液相线和固相线的熔点会增高,但随着Bi的质量数的增大,焊料的熔化间隔即固液间隔增大,所以Bi就会使合金熔点降低、脆性也 比(有铅)增大。 浸润性差,只会扩张,不会收缩 Sn-Ag系合金添加Cu时,共晶点会改变。当Ag的质量分数增加4.8%、Cu 色彩暗淡,光泽度稍 ?因为在无铅焊料的搭配中,磷的元素限制了使用,所以光泽度稍差,但并不影响其它质量问题。 锡桥、空焊、针孔等不良率有待降低 ?此类缺陷多于有铅焊料,但是并不是无法解决的问题。助焊剂的种类质量选购比有铅要严格;预热器恒温要稳定。波峰的焊接时间、接触面、PCB板的温度如第一波峰焊接时间1-1.5S,接触面积10-13mm;第二波峰焊接2-2.5S,接触面积为23-28mm左右,板面温度不能超过140℃以上。所以无铅焊料对于设备性能要求高,特别上双波峰的距离,如果设计很近,会造成板面的温度, 增高损坏元件和增加了助焊剂挥发,锡桥等缺陷产生过
就是这些