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无铅焊料在电子装配中作用

时间:2011-08-06 08:47:46

   手工/机器焊接用焊锡丝:液相温度应低于烙铁头工作温度345℃。

  焊锡膏:液相温度应低于回流焊温度250℃。对现有许多回流焊炉而言,该温度是实用温度的极限值。许多工程师要求最高回流焊温度应低于225~230℃,然而现在没有一种可行的方案来满足这种要求。人们普遍认为合金回流焊温度越接近220℃效果越好,能避免出现较高回流焊温度是最理想不过的,因为这样能使元件的受损程度降到最低,最大限度减小对特殊元件的要求,同时还能将电路板变色和发生翘曲的程度降到最低,并避免焊盘和导线过度氧化。

  导电性好 这是电子连接的基本要求。

导热性好 为了能散发热能,合金必须具备快速传热能力。

较小固液共存温度范围 非共晶合金会在介于液相温度和固相温度之间的某一温度范围内凝固,大多数冶金专家建议将此温度范围控制在10℃以内,以便形成良好的焊点,减少缺陷。如果合金凝固温度范围较宽,则有可能会发生焊点开裂,使设备过早损坏。

低毒性 合金及其成分必须无毒,所以此项要求将镉、铊和汞排除在考虑范围之外;有些人也要求不能采用有毒物质所提炼的副产品,因而又将铋排除在外,因为铋主要来源于铅提炼的副产品。

具有良好的可焊性 在现有设备和免清洗型助焊剂条件下该合金应具备充分的润湿度,能够与常规免清洗焊剂一起使用。由于对波峰进行惰性处理的成本不太高,因此可以接受波峰焊加惰性环境的使用条件要求;但就SMT回流焊而言,合金最好要具备在空气下进行回流焊的能力,因为对回流焊炉进行惰性处理成本较高。

  良好的物理特性(强度、拉伸度、疲劳度等) 合金必须能够提供63Sn/37Pb所能达到的机械强度和可靠性,而且不会在通孔器件上出现突起的角焊缝(特别是对固液共存温度范围较大的合金)。

  生产可重复性/熔点一致性 电子装配工艺是一种大批量制造工艺,要求其重复性和一致性都保持较高的水平,如果某些合金的成分不能在大批量条件下重复制造,或者其熔点在批量生产时由于成分变化而发生较大变化,便不能给予考虑。3种以上成分构成的合金往往会发生分离或成分变化,使得熔点不能保持稳定,合金的复杂程度越高,其发生变化的可能性就越大。

焊点外观 焊点的外观应与锡/铅焊料接近,虽然这并非技术性要求,但却是接受和实施替代方案的实际需要。

供货能力 当试图为业界找出某种解决方案时,一定要考虑材料是否有充足的供货能力。从技术的角度而言,铟是一种相当特别的材料,但是如果考虑全球范围内铟的供货能力,人们很快就会将它彻底排除在考虑范围之外。

  另外业界可能更青睐标准合金系统而不愿选专用系统,标准合金的获取渠道比较宽,这样价格会比较有竞争性,而专用合金的供应渠道则可能受到限制,因此材料价格会大幅提高。

  与铅的兼容性 由于短期之内不会立刻全面转型为无铅系统,所以铅可能仍会用在某些元件的端子或印刷电路板焊盘上。有些含铅合金熔点非常低,会降低连接的强度,如某种铋/锡/铅合金的熔点只有96℃,使得焊接强度大为降低。  

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