无铅焊料(无铅钎料) 无铅焊料(无铅钎料)简介:美国环境保护署(EPA)：铅及其化合物是17种严重危害人类寿命与自然环境的化学物质之一；
*工业废弃品中的铅通过渗下地下水系统而进入动物或人类的食物链；
*人体中存在过量的铅将导致神经和再生系统紊乱、发育迟缓、血色素减少并引发贫血和高血压；
*美国职业安全与健康管理署(OSHA)标准：成人血液中铅含量应低于50mg/dl，儿童血液中铅含量应低一30mg/dl. 无铅的定义目前为止尚没有国际通用定义
*可借鉴标准：管道焊接用焊料及助焊剂中铅含量应低于0.2wt%(美国)，0.1wt%(欧洲)
*国际标准组织(ISO)提案：电子装联用焊料合金中铅含量应低于0.1wt%。 无铅焊料之合金选择目前为止，无铅焊料尚没有形成国际标准及国家标准，国内外已开发出的可供选择的合金种类众多，作为用户的电子产品制造商经常产生困惑。下列图表是近期对世界主要电子产品制造商的问卷调查结果，他们的选择可以作为您的参考依据。

 再流焊用无铅焊料 锡膏（焊料膏）

 
手工烙铁焊用无铅焊料 锡线（焊丝）

电子装联中钎焊接头(或称焊点)不仅起到电连接(传输电信号)的作用，同时起到机械连接的作用，因此焊料合金须具备足够的力学性能。

结论：绝大多数无铅焊料的弹性模量、屈服强度、抗蠕变性能高于或相当于Sb-Pb焊料，但延伸率(即韧性)相对较低。

与Sn-Pb共晶(富Sn相+富Pb相)的显微组织不同，常用无铅焊料的显微组织为富Sn相基体+SnCu或SnAg或SnAgCu金属间化合物

Sn-Pb 共晶		Sn-Ag 共晶		Sn-Ag-Cu 共晶		Sn-Cu 共晶

无铅的背景（为什么需要无铅）

20世纪90年代中叶日本和欧盟，就已经作出了相应的立法。日本规定2001年在电子工业中淘汰铅焊料，欧盟的淘汰期为2004年，美国也在做这方面工作（2008年全面使用无铅产品）我们国家正在进行研究和开发无铅产品，顺应时代潮流 。  
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。
 
常用无铅焊料成份 

Zn可降低Sn的熔点，若Zn增加高于9%后，熔点会上升，Bi跟着降低Sn-Zn，但随着Bi的增加，其脆性也会增大。 
Zn可降低Sn的熔点，若Zn增加高于9%后，熔点会上升，Bi跟着降低Sn-Zn，但随着Bi的增加，其脆性也会增大。  
此类是目前最常用的一种无铅焊料,它的性能比较稳定,各种焊接参数特性接近有铅焊料。 
虽然In可使Sn合金的液相线和固相线降低，但是它的耐热疲劳性、延展性、合金变脆性、加工性差等缺陷，所以目前很少使用此配方。 

无铅焊料的特性 

vSn-Ag-Cu溶点（217℃）较高，高温（260±3℃)  即可。   
无铅产品是绿色环保的先锋,有益人类身心健康,没有腐蚀性。  
比重略小,近次于锡的比重。  
流动性差

无铅焊接需要面对的问题 

◆ 合金本身的结构，使它跟有铅焊料相比，比较脆，弹性不好。Sn-Zn合金的液相线和固相线的熔点会增高，但随着Bi的质量数的增大，焊料的熔化间隔即固液间隔增大，所以Bi就会使合金熔点降低、脆性也 比（有铅）增大。 
◆ 浸润性差，只会扩张，不会收缩 Sn-Ag系合金添加Cu时，共晶点会改变。当Ag的质量分数增加4.8%、Cu 增加约1.8%时产生共晶，如果在合金添加In时，将会造成提高合金微细化强度和扩张特性的同时，表面会形成氧化膜，所以浸润性稍差. 
◆ 色彩暗淡，光泽度稍。因为在无铅焊料的搭配中，磷的元素限制了使用，所以光泽度稍差,但并不影响其它质量问题。 
◆ 锡桥、空焊、针孔等不良率有待降低。此类缺陷多于有铅焊料，但是并不是无法解决的问题。助焊剂的种类质量选购比有铅要严格；预热器恒温要稳定。波峰的焊接时间、接触面、PCB板的温度如第一波峰焊接时间1-1.5S，接触面积10-13mm；第二波峰焊接2-2.5S，接触面积为23-28mm左右，板面温度不能超过140℃以上。所以无铅焊料对于设备性能要求高，特别上双波峰的距离，如果设计很近，会造成板面的温度, 增高损坏元件和增加了助焊剂挥发，锡桥等缺陷产生过多现象。