无铅焊锡替代方案

无铅焊锡替代方案美国、欧洲、国际化标准组织及中国的可借鉴标准美国的可借鉴标准管道焊接用焊料及助焊剂中铅含量应低于0.2wt%；2000年6月，美国IPCLead-FreeRoadmap第4版发表，建议美国企业界于2001年推出无铅化电子产品,2004年全面实现无铅化。欧洲的可借鉴标准管道焊接用焊料及助焊剂中铅含量应低于0.1wt%;2003年2月13日欧洲议会与联盟部长会议组织，正式批准WEEE和ROHS的官方指令生效，强制要求自2006年7月1日起，在欧洲市场上销售的电子产品必须为无铅的电子产品；（个别类型电子产品暂时除外）。国际标准化组织（ISO）提案电子装联用焊料合金中铅含量应低于0.1wt%.中国信息产业部提议2003年3月，信息产业部拟定《电子信息产品生产污染防治管理办法》，提议自2006年7月1日起投放市场的国家重点监管目录内的电子信息产品不能含有Pb.工艺要求无铅焊锡及其特性无铅焊锡化学成份熔点范围说明48Sn/52ln118°C共熔低熔点、昂贵、强度低42Sn/58Bi138°C共熔已制定、Bi的可利用关注91Sn/9Zn199°C共熔渣多、潜在腐蚀性93.5Sn/3Sb/2Bi/1.5Cu218°C共熔高强度、很好的温度疲劳特性'—»1—1——*1—11%.»>—*.―、——J——1—1111195.5Sn/3.5Ag/1Zn218~221°C高强度、好的温度疲劳特性」99.3Sn/0.7Cu227°C高强度、高熔点95Sn/5Sb232~240°C好的剪切强度和温度疲劳特性65Sn/25Ag/10Sb233°C摩托罗拉专利、周强度97Sn/2Cu/0・8Sb/0・2Ag226~228°C高熔点96.5Sn/3.5Ag221°C共熔高强度、高熔点95.4Sn/3・1Ag/1・5Cu216°C~217°C相当好的物理和机械性能高焰点焊锡2.1将影响到印刷电路板（PCB）制造和装配过程的几乎每个方面。由于大多数无铅合金具有比常用的锡/铅共晶合金（183°C）高得多的熔点（大约220°C），回流与波峰焊接温度不得不更高。这明显地意味着PCB要忍耐的回流与焊接温度将更高。2.1高熔点焊锡将和现在广泛使用的基板材料，如FR-4,不相融合。另外，返工不得不采用高温，将大大增加对板损坏的可能性。2.2在波峰焊接中使用高熔点焊锡的关键问题之一是，增加电容断裂的可能性。波峰焊接温度需要保持在大约230~245°C,高过锡/铅焊锡熔点大约45~65°C。一种焰点为220°C的无铅焊锡，要求265~280°C的波峰焊接温度，这增加了预热和波峰之间的温度差，增加了电容断裂的可能性。2.3一般来说，几乎所有的无铅焊锡都比锡/铅共晶的润湿性能（扩散性）差，引起不良的焊脚。为了改善润湿性能，要求特别的助焊剂配方。无铅焊锡的疲劳特性也不太好，虽能在一份研究中，用高温95.6Sn/3.5Ag（表四中最后一种合金）进行温度循环后，没有观察到焊接点完整性的退化。2.4现时还没有混入式的无铅焊锡替代产品，虽然有些供应商把他们的焊锡描述成“几乎混入式的”。甚至这些要求返工的焊接烙铁的温度高达400°C（750°F，）这在某些方面的应用是一个太高的温度，可能引起潜在的温度损坏。低焰点焊锡3.1当使用低温焊锡时，需要特殊的助焊剂，因为标准的助焊剂可能在低温下无活性。和低温焊锡有关的另一个温题是由于次共焰温度下，较低的流动性引起的润湿特性的减少。3.2对低温应用，含铟焊锡正得到接受。一些公司正使用一种52In/48Sn的含铟焊锡，因为其较好的返工/返修特性。因为该合金的熔点在118°C（244°F），返工是在低温下进行，一般不会引起温度损坏。如果印刷电路板是镀金作防氧化用，那么，含铟焊锡可用来防止金流失。几种焊锡合金的比较95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu及与其他锡/银/铜系统的比较合金95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu被认为是最佳的。其良好的性能是细小的微组织形成的结果，微组织给予高的疲劳寿命和塑性。对于0.5~0.7%铜的焊锡合金，任何高于大约3%的含银量都将增加Ag3Sn的粒子体积分数，从而得到更高的强度。可是，它不会再增加疲劳寿命，可能由于较大的Ag3Sn粒子形成。在较高的含铜量(1~1.7%Cu)时，较大的Ag3Sn粒子可能可能超过较高的Ag3Sn粒子体积分数的影响，造成疲劳寿命降低。当铜超过1.5%(3~3.1%Ag),Cu6Sn5粒子体积分数也会增加。可是，强度和疲劳寿命不会随铜而进一步增加。在锡/银/铜三重系统中，1.5%的铜(3~3.1%Ag)最有效地产生适当数量的、最细小的微组织尺寸的Cu6Sn5粒子，从而达到最高的疲劳寿命、强度和塑性。据报道，合金93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu是217°C温度的三重共晶合金3。可是，在冷却曲线测量中，这种合金成分没有观察到精确熔化温度。而得到一个小的温度范围：216~217°C。这种合金成分提高现时研究中的三重合金成分最高的抗拉强度，但其塑性远低于63Sn/37Pbb合金95.4Sn/4.1Ag/0.5Cu比95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu的屈服强度低。93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu的疲劳寿命低于95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu。如果颗粒边界滑动机制主要决定共晶焊锡合金，那么95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu，而不是93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu，应该更靠近真正的共晶特性。另外，95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu比93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu和95.4Sn/4.1Ag/0.5Cu具有经济优势。95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu与与63Sn/37Pb比较3.0~4.7%Ag和0.5~1.7%Cu的合金成分通常具有比63Sn/37Pb更高的抗拉强度。例如，95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu和93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu在强度和疲劳特性上比63Sn/37Pb好得多。93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu的塑性较63Sn/37Pb低，而95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu的塑性比63Sn/37Pb还高。95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu与与96.5Sn/3.5Ag比较95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu具有216~217°C的熔化温度（几乎共晶），比共晶的96.5Sn/3.5Ag低大约4°G当与96.5Sn/3.5Ag比较基本的机械性能时，研究中的特定合金成分在强度和疲劳寿命上表现更好。可是，含有较高银和铜的合金成分，如93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu的塑性比93.6Sn/4.7Ag低。95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu与99.3Sn/0.7Cu比较3.0~4.7%Ag和0.5~1.5%Cu的锡/银/铜成分合金具有较好的强度和疲劳特性，但塑性比99.3Sn/0.7Cu低。推荐使用95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu最佳合金成分是95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu，它具有良好的强度、抗疲劳和塑性。可是应该注意的是，锡/银/铜系统能够达到的最低熔化温度是216~217。C,这还太高，以适于现时SMT吉构下的电路板应用（低于215°C的熔化温度被认为是一个实际的标准）。总而言之，含有0.5~1.5%Cu和3.0~3.1%Ag的锡/银/铜系统的合金成分具有相当好的物理和机械性能。成本及原材料的取得1成本替代铅的材料及其相对价格铅的替代兀素相对价格铅的替代兀素相对价格铅的替代兀素相对价格铅（参考值）V1铋(Bi)7.1铟(In)194锑(Sb)2.2铜(Cu)2.5银(Ag)212锡（Sn）6.4锌(Zn)1.3

2■不同供应商的无铅焊锡焊锡名称Indalloy227AlloyHTin/Zinc/lndiumCastinTin/Silver/Copper化学成份77.2Sn/201n/2.8Ag84.5Sn/7.5Bi/5Cu/2Ag81Sn/9Zn/101n96.2S2■不同供应商的无铅焊锡焊锡名称Indalloy227AlloyHTin/Zinc/lndiumCastinTin/Silver/Copper化学成份77.2Sn/201n/2.8Ag84.5Sn/7.5Bi/5Cu/2Ag81Sn/9Zn/101n96.2Sn/2・5Ag/0・8Cu/0・55Sb93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu另：深圳市华城锡业科技有限公司可提供无铅焊膏潜在的In/Pb不兼容性，要求对PCB焊盘和元件引脚无铅电镀212°C178°C215°C217°C、焊丝说明液态温度太高，要求260°C以上的波峰焊温度潜在的In/Pb不兼容性，要求对PCB焊盘和元件引脚无铅电镀液态温度太高，要求260°C以上的波峰焊温度液态温度太高，要求260°C以上的波峰焊温度清洗剂等原材料。3.QuotationCooksonAlphaMetals(Shenzhen)Co.,LtdProductDescriptionPackageUnitPriceHKDRMB(included17%VAT)CleanerSC-105Gallons/can164.0/Gallon203.3/GallonSolderPasteSAC305OM3386Kg/box625.0/KgSolderWireSAC305TelecorePlusFlux%P2Diameter1.0mm20Kg/box212.4/KgDiameter0.8mm20Kg/box216.4/KgDiameter0.6mm24Lb/box101.8/LbSolderBarSAC305Remarks20Kg/box193.7/Kg240.2/KgMinimumorderquantity:Cleaner,10Gallons.SolderPaste,6Kg.SolderWire,(1.0mm&0.8mm,40Kg),(0.6SolderBarSAC305RemarksSolderBar,40Kg.Lead-time:Cleaner,oneweek.SolderPaste,8weeks.SolderWire,4weeks.SolderBar,2weeks.Del