無鉛焊錫制程及其特性.doc

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1、此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除無鉛焊錫制程及其特性無鉛焊錫錫/鉛(Tin/Lead)成分的焊錫是電子裝配中最常用的焊錫，可是，在去年，整個工業(yè)出現(xiàn)一股推動力向無鉛焊錫轉(zhuǎn)換。其理由是人們越來越了解有關(guān)鉛的使用及其對人類健康的不良影響。與鉛有關(guān)的健康危害包括神經(jīng)系統(tǒng)和生育系統(tǒng)紊亂、神經(jīng)和身體發(fā)育遲緩。鉛中毒特別對年幼兒童的神經(jīng)發(fā)育有危害。已有法律來控制鉛的使用，例如，鉛在鉛錘、汽油和油畫中的使用有嚴(yán)格的規(guī)范，在美國從1978年起，鉛在消費油畫中的使用已被禁止，其它相關(guān)的法規(guī)在美國、歐洲和

2、日本正在孕育之中。表一顯示了鉛在各種產(chǎn)品中的使用量，蓄電池占鉛用量的80%，電子焊錫大約占所有鉛用量的0.5%，即使鉛在電子焊錫中的使用被禁止，也不能解決全部的鉛中毒問題?？墒牵娮雍稿a中的0.5%的鉛數(shù)量上還是可觀的。表一、鉛在產(chǎn)品中的消耗量產(chǎn)品消耗量(%)蓄電池80.814.78此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除其它氧化物(油畫、玻璃和陶瓷產(chǎn)品、顏料和化學(xué)品)彈藥4.69鉛箔紙1.79電纜覆蓋物1.40鑄造金屬1.13銅錠、銅坯0.72管道、彎頭和其它擠壓成型產(chǎn)品

3、0.72焊錫(非電子焊錫)0.70電子焊錫0.49其它2.77代替鉛的元素電子工業(yè)正在尋找無鉛焊錫，能夠取代普遍接受和廣泛使用的錫/鉛焊錫。研究與開發(fā)的努力集中在潛在的合金上面，這種合金要提供與錫/鉛共晶焊錫相似的物理、機(jī)械、溫度和電氣性能。表二是可以取代鉛的金屬及其相對成本。表二、替代鉛的材料及其相對價格鉛的替代元素相對價格鉛(參考值)1銻(Sb)2.2鉍(Bi)7.1此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除銅(Cu)2.5銦(In)194銀(Ag)212錫(Sn)6.4

4、鋅(Zn)1.3除了成本之外，還必須了解考慮作為鉛替代的元素的供需情況。如表三所示，含鉍合金從可利用資源的出發(fā)點上是無希望的，現(xiàn)在可利用得鉍供應(yīng)可能被全部用完，如果將此合金廣泛用于正在蓬勃發(fā)展的電子工業(yè)。表三、美國礦產(chǎn)局有關(guān)不同元素的世界用量及產(chǎn)量的數(shù)據(jù)元素世界用量(噸)世界產(chǎn)量(噸)剩余產(chǎn)量(噸)Ag13,50015,0001,500Bi4,0008,0004,000Cu8,000,00010,200,0002,200,000In80to100200100Sb78,200122,30044,1

5、00Sn160,000241,00081,000Zn6,900,0007,600,000700,000注：現(xiàn)在世界焊錫消耗量=60,000噸，或6,600,000升此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除從表二所顯示的潛在替代金屬的相對價格看，很明顯，許多無鉛焊錫將比其替代的錫/鉛焊錫貴得多。例如，銦(In)是用來取代鉛的主要元素之一，但它是一種次貴重金屬，幾乎和銀一樣貴?？墒菓?yīng)該注意，所建議的焊錫合金的高成本在決定最終產(chǎn)品價格時，并不象最初所顯示的那么重要。因為所需的量少

6、，在裝配中，和其它成本因素如：元件、電路板及裝配相比，焊錫成本幾乎不重要。所選合金的性能是非常重要的。無鉛焊錫及其特性和溫度、機(jī)械、蠕變、疲勞特性一樣，熔化溫度點是最重要的焊錫特性之一。表四提供了現(xiàn)時能買到的無鉛焊錫一覽表。表四、無鉛焊錫及其特性無鉛焊錫化學(xué)成份熔點范圍說明48Sn/52In118°C共熔低熔點、昂貴、強(qiáng)度低42Sn/58Bi138°C共熔已制定、Bi的可利用關(guān)注91Sn/9Zn199°C共熔渣多、潛在腐蝕性93.5Sn/3Sb/2Bi/1.5Cu218°C共熔高強(qiáng)度、很好的溫度

7、疲勞特性95.5Sn/3.5Ag/1Zn218~221°C高強(qiáng)度、好的溫度疲勞特性99.3Sn/0.7Cu227°C高強(qiáng)度、高熔點95Sn/5Sb232~240°C好的剪切強(qiáng)度和溫度疲勞特性此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除65Sn/25Ag/10Sb233°C摩托羅拉專利、高強(qiáng)度7Sn/2Cu/0.8Sb/0.2Ag226~228°C高熔點96.5Sn/3.5Ag221°C共熔高強(qiáng)度、高熔點應(yīng)該注意到，無鉛焊錫的化學(xué)成份還正在優(yōu)化，以達(dá)到所希望的特性。表四中的焊錫化

8、學(xué)成份可能在商業(yè)上購買的焊錫中有稍微的不同。例如，表五顯示了一些從不同的供應(yīng)商購買的焊錫品牌。表五、不同供應(yīng)商的無鉛焊錫焊錫名稱化學(xué)成份熔點說明Indalloy22777.2Sn/20In/2.8Ag187°C潛在的In/Pb不兼容性，要求對PCB焊盤和元件引腳無鉛電鍍AlloyH84.5Sn/7.5Bi/5Cu/2Ag212°C液態(tài)溫度太高，要求260°C以上的波峰焊溫度Tin/Zinc/Indium81Sn/9Zn/10In178°C潛在的In/Pb不兼容性，要求對PCB焊盤和元件引腳無鉛電