電子產(chǎn)品工藝 第4版 課件 3.2 無(wú)鉛焊料

電子產(chǎn)品制造技術(shù)主講教師李水

1第3章電子產(chǎn)品焊接工藝（Ⅰ）3.1焊接的分類和焊錫原理3.2無(wú)鉛焊料3.3無(wú)鉛助焊劑23.2無(wú)鉛焊料Lead-freeSolder——無(wú)鉛焊料合金及助焊劑Lead-freeSolderAlloy&Flux一、無(wú)鉛焊料的產(chǎn)生眾所周知鉛及它的化合物是有毒物質(zhì)，人類如長(zhǎng)期接觸會(huì)給生活環(huán)境和安全帶來(lái)較大的危害。其中鉛對(duì)兒童的危害更大，會(huì)影響其智商和正常發(fā)育。電子產(chǎn)品報(bào)廢以后，PCB板焊料中的鉛易溶于含氧的水中。污染水源，破壞環(huán)境。可溶解性使它在人體內(nèi)累積，損害神經(jīng)、導(dǎo)致呆滯、高血壓、貧血、生殖功能障礙等疾?。粷舛冗^(guò)大，可能致癌。珍惜生命，時(shí)代要求無(wú)鉛的產(chǎn)品。41.鉛及其化合物帶來(lái)的污染

日本首先研制出無(wú)鉛焊料，立法規(guī)定有鉛焊接的終止期限為2003年年底，從2004年開(kāi)始將不允許含鉛電子產(chǎn)品進(jìn)口；歐盟也決定在2006年在電子產(chǎn)品中限制使用包括鉛在內(nèi)的有害物質(zhì)。06年7月1日正式實(shí)施。我國(guó)07年2月28日也出臺(tái)了管理辦法，現(xiàn)在已經(jīng)基本實(shí)施無(wú)鉛化。52.無(wú)鉛焊接工藝的提出一、無(wú)鉛焊料的產(chǎn)生無(wú)鉛錫絲

①對(duì)無(wú)鉛焊料的理想化技術(shù)要求如下：·無(wú)毒性·性能好·兼容性好·材料成本低61.無(wú)鉛焊料的研究與推廣二、無(wú)鉛焊料的種類②最有可能替代鉛錫焊料的無(wú)毒合金是以錫（Sn）為主，添加銀（Ag）、鋅（Zn）、銅（Cu）、銻（Sb）、鉍（Bi）、銦（In）等金屬元素。無(wú)鉛焊料的種類：Sn-Ag系焊料

Sn-Cu系焊料

Sn-Zn系焊料

Sn-Bi系焊料7二、無(wú)鉛焊料的種類錫/銀/銅系統(tǒng)中最佳合金成分：95.4%Sn/3.1%Ag/1.5%Cu缺點(diǎn)：熔點(diǎn)偏高，，潤(rùn)濕性差，成本高。蠕變特性及耐熱老化稍差，用于波峰焊接中。優(yōu)點(diǎn)：具有優(yōu)良的機(jī)械性能、拉伸強(qiáng)度，延展性好。81.Sn-Ag系無(wú)鉛焊料的特點(diǎn)

三、無(wú)鉛焊料Sn-Ag系三、無(wú)鉛焊料Sn-Cu系Sn－Cu系合金中的合金化合物比較復(fù)雜，在共晶點(diǎn)處可以看作Sn-Cu6Sn5的二元合金，熔點(diǎn)為227℃。缺點(diǎn)：1、高溫保持性能和熱疲勞等可靠性比Sn-Ag系合金差。解決方法：1、添加0.1﹪的Ag，可使塑性提高50﹪。2、添加Ni具有減少焊錫渣量的效果，已經(jīng)逐漸穩(wěn)定地用作波峰焊生產(chǎn)使用的焊錫。9優(yōu)點(diǎn)：該合金價(jià)格低、熔點(diǎn)高，主要用在重視經(jīng)濟(jì)性的單面基板波峰焊。缺點(diǎn)：潤(rùn)濕性不太好，用在封裝雙面基板，通孔的充填性差。10三、無(wú)鉛焊料Sn-Cu系1.Sn-Cu系無(wú)鉛焊料的特點(diǎn)

三、無(wú)鉛焊料Sn-Zn系Sn一9%Zn共晶焊料的共晶點(diǎn)為198.5℃。優(yōu)點(diǎn)：毒性小，成本也低。延展性好，可以作成線材。蠕變特性好。缺點(diǎn)：1、抗氧化能力差，易形成穩(wěn)定的氧化物，焊料的潤(rùn)濕性不好。2、在配制的焊膏中，Zn元素與助焊劑中的活性劑等成分易發(fā)生反應(yīng)，出現(xiàn)增粘現(xiàn)象，難以印刷。11三、無(wú)鉛焊料Sn-Bi系Sn-Bi系無(wú)鉛焊料熔點(diǎn)較低，可以作為低溫焊料使用，如Sn-57%Bi焊料共晶點(diǎn)是138℃。Sn-40%Bi焊料熔點(diǎn)138～170℃。優(yōu)點(diǎn)：降低了熔點(diǎn)，使其與Sn-Pb共晶焊料接近，蠕變特性好，并增大了合金的拉伸強(qiáng)度。缺點(diǎn)：延展性差，合金硬而脆，難以加工成線料。12四、典型無(wú)鉛焊料合金體系合金系熔化區(qū)間優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)Sn-Ag-Cu~217℃綜合性能優(yōu)對(duì)不銹鋼的溶蝕力強(qiáng)，成本高。Sn-Cu~227℃低成本，綜合性能優(yōu)良。熔點(diǎn)偏高。Sn-Bi~139℃低熔點(diǎn)，低成本。脆性高，潤(rùn)濕性差。Sn-Zn~197℃低熔點(diǎn)，低成本，機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)。極易氧化，容易晶界腐蝕。Sn-Ag~221℃綜合性能優(yōu)。對(duì)不銹鋼熔蝕力強(qiáng)，成本高、熔點(diǎn)偏高。Sn-Sb~238℃綜合性能優(yōu)。熔點(diǎn)太高。13五、無(wú)鉛焊料引發(fā)的新課題①元器件問(wèn)題②印制電路板問(wèn)題③助焊劑問(wèn)題④焊接設(shè)備問(wèn)題⑤工藝流程中的問(wèn)題⑥廢料回收問(wèn)題14無(wú)鉛波峰焊設(shè)備15作業(yè)：調(diào)研報(bào)告內(nèi)容包括：1、鉛對(duì)人體的危害。2、當(dāng)今世界各國(guó)關(guān)于無(wú)鉛焊料的使用規(guī)定。3