电子产品工艺 第4版 课件 3.2 无铅焊料

电子产品制造技术主讲教师李水

1第3章电子产品焊接工艺（Ⅰ）3.1焊接的分类和焊锡原理3.2无铅焊料3.3无铅助焊剂23.2无铅焊料Lead-freeSolder——无铅焊料合金及助焊剂Lead-freeSolderAlloy&Flux一、无铅焊料的产生众所周知铅及它的化合物是有毒物质，人类如长期接触会给生活环境和安全带来较大的危害。其中铅对儿童的危害更大，会影响其智商和正常发育。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。41.铅及其化合物带来的污染

日本首先研制出无铅焊料，立法规定有铅焊接的终止期限为2003年年底，从2004年开始将不允许含铅电子产品进口；欧盟也决定在2006年在电子产品中限制使用包括铅在内的有害物质。06年7月1日正式实施。我国07年2月28日也出台了管理办法，现在已经基本实施无铅化。52.无铅焊接工艺的提出一、无铅焊料的产生无铅锡丝

①对无铅焊料的理想化技术要求如下：·无毒性·性能好·兼容性好·材料成本低61.无铅焊料的研究与推广二、无铅焊料的种类②最有可能替代铅锡焊料的无毒合金是以锡（Sn）为主，添加银（Ag）、锌（Zn）、铜（Cu）、锑（Sb）、铋（Bi）、铟（In）等金属元素。无铅焊料的种类：Sn-Ag系焊料

Sn-Cu系焊料

Sn-Zn系焊料

Sn-Bi系焊料7二、无铅焊料的种类锡/银/铜系统中最佳合金成分：95.4%Sn/3.1%Ag/1.5%Cu缺点：熔点偏高，，润湿性差，成本高。蠕变特性及耐热老化稍差，用于波峰焊接中。优点：具有优良的机械性能、拉伸强度，延展性好。81.Sn-Ag系无铅焊料的特点

三、无铅焊料Sn-Ag系三、无铅焊料Sn-Cu系Sn－Cu系合金中的合金化合物比较复杂，在共晶点处可以看作Sn-Cu6Sn5的二元合金，熔点为227℃。缺点：1、高温保持性能和热疲劳等可靠性比Sn-Ag系合金差。解决方法：1、添加0.1﹪的Ag，可使塑性提高50﹪。2、添加Ni具有减少焊锡渣量的效果，已经逐渐稳定地用作波峰焊生产使用的焊锡。9优点：该合金价格低、熔点高，主要用在重视经济性的单面基板波峰焊。缺点：润湿性不太好，用在封装双面基板，通孔的充填性差。10三、无铅焊料Sn-Cu系1.Sn-Cu系无铅焊料的特点

三、无铅焊料Sn-Zn系Sn一9%Zn共晶焊料的共晶点为198.5℃。优点：毒性小，成本也低。延展性好，可以作成线材。蠕变特性好。缺点：1、抗氧化能力差，易形成稳定的氧化物，焊料的润湿性不好。2、在配制的焊膏中，Zn元素与助焊剂中的活性剂等成分易发生反应，出现增粘现象，难以印刷。11三、无铅焊料Sn-Bi系Sn-Bi系无铅焊料熔点较低，可以作为低温焊料使用，如Sn-57%Bi焊料共晶点是138℃。Sn-40%Bi焊料熔点138～170℃。优点：降低了熔点，使其与Sn-Pb共晶焊料接近，蠕变特性好，并增大了合金的拉伸强度。缺点：延展性差，合金硬而脆，难以加工成线料。12四、典型无铅焊料合金体系合金系熔化区间优点缺点Sn-Ag-Cu~217℃综合性能优对不锈钢的溶蚀力强，成本高。Sn-Cu~227℃低成本，综合性能优良。熔点偏高。Sn-Bi~139℃低熔点，低成本。脆性高，润湿性差。Sn-Zn~197℃低熔点，低成本，机械强度优。极易氧化，容易晶界腐蚀。Sn-Ag~221℃综合性能优。对不锈钢熔蚀力强，成本高、熔点偏高。Sn-Sb~238℃综合性能优。熔点太高。13五、无铅焊料引发的新课题①元器件问题②印制电路板问题③助焊剂问题④焊接设备问题⑤工艺流程中的问题⑥废料回收问题14无铅波峰焊设备15作业：调研报告内容包括：1、铅对人体的危害。2、当今世界各国关于无铅焊料的使用规定。3