表1~8 某些无铅焊料的环境评估适应结果
|
|||||
焊料合金
|
毒性
|
LCA(%)
|
废弃物造成的污染的可能性(%)
|
熔出性TCLP(mg/l)
|
|
对人体
|
对动植物
|
||||
Sn~37Pb
|
强
|
强
|
100
|
100
|
40
|
PbSn~3.5Ag
|
Ag:Argyria
|
Ag:对微生物有毒
|
<20
|
29
|
<0.1Ag
|
Sn~4Ag~0.5Cu
|
同上
|
同上
|
<20
|
32
|
_
|
Sn~0.7Cu
|
低
|
低
|
<20
|
14
|
_
|
Sn~58Bi
|
低(?)
|
(?)
|
>20
|
6(?)
|
3.9Bi
|
Sn~3.5Ag~4.8Bi
|
Ag: Argyria
|
Ag:对微生物有毒
|
<20
|
29(?)
|
_
|
Sn~9Zn
|
低
|
Zn:对某些植物有毒
|
<20
|
14
|
_
|
相关金属元素的基本物理性能
每一种金属元素均具有其独特的物理性能,这些性能也必然会对由其组成的合金的性能产生影响。在此我们给出无铅焊料相关金属元素的物理性能数据供大家参考(见表1~9)
表1~9 无铅焊料相关金属元素的基本物理性能
物理性能
|
金属元素
|
|||||
Sn
|
Pb
|
Ag
|
Cu
|
Sb
|
Bi
|
|
CAS代码
|
7440~31~5
|
7439~92~1
|
7440~22~4
|
7440~50~8
|
7440~36~0
|
7440~69~9
|
原子量
|
118.71
|
207.2
|
107.87
|
63.55
|
121.76
|
208.98
|
熔点(℃)
|
232
|
327
|
962
|
1085
|
631
|
271
|
密度(g/cm3)
|
7.31
|
11.34
|
10.49
|
8.92
|
6.7
|
9.78
|
弹性模量(Gpa)
|
50
|
16
|
83
|
130
|
55
|
32
|
刚性模量(Gpa)
|
18
|
5.6
|
30
|
48
|
20
|
12
|
体模量(Gpa)
|
58
|
46
|
100
|
140
|
42
|
31
|
泊松比
|
0.36
|
0.44
|
0.37
|
0.34
|
0.33
|
|
Mineral硬度
|
1.5
|
1.5
|
2.5
|
3.0
|
3.0
|
2.25
|
Brinell硬度(Mn/m2)
|
51
|
38.3
|
24.5
|
874
|
294
|
94.2
|
Vickers硬度(mN/m2)
|
251
|
369
|
||||
电阻率(uΩ·℃m)
|
11
|
21
|
1.6
|
1.7
|
40
|
130
|
热导率(W/m·K)
|
67
|
35
|
430
|
400
|
24
|
8
|
热膨胀系数(10—6/K)
|
22
|
28.9
|
18.9
|
16.5
|
11
|
13.4
|
热熔(J/K·mol)
|
25.8
|
26.4
|
25.4
|
24.43
|
25.2
|
25.5
|
电子组装的适用性问题
含Zn焊料一直是被忌讳使用的。其原因在于Zn这种金属元素具有较强的氧化性和腐蚀性,会对组装后的焊点带来长期使用过程中的可靠性问题。
表1~10为相关金属氧化物的标准生成自由能,按照热力学原理,氧化物的标准生成自由能的负值越大,表示该金属越容易氧化。可见在无铅焊料的相关金属中,Zn是最容易氧化的,因此含Zn焊料的焊点表面经常可以见到一层氧化皮。