日本优尼 公司 是国际著名自动锡焊机器人和高端锡焊焊接工具的制造商 ， 产品广泛被世界著名大型企业所采用 。 公司自 1974 年成立以来 ， 在自动锡焊机器人和高端锡焊焊接工具领域不断创新 ， 技术始终领先于同行业之首 ， 市场占有率处于领先地位 ， 先后生产出世界速度最快 (0.5 秒 / 点 ) 的锡焊机器人 ， 目前最为先进的第二代半导体激光锡焊机器人 。
日本优尼公司长期致力于焊锡材料 , 焊接方法 , 焊接工具包括焊接工业用机器人方面的开发 , 并率先在无铅焊锡方面取得技术突破。公司通过反复进行各种实验，再加上生产现场的实际经验，对无铅焊锡中的问题以及对策进行了深入的研究。
无铅锡丝与传统锡铅焊丝的比较
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无铅锡丝 |
传统锡铅焊丝 |
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拉伸强度大体相同 |
大体相同 |
大体相同 |
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比重 |
7.4 |
8.4 |
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浸润性、延展性 |
比锡铅焊丝 差 |
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烙铁头寿命 |
约为 锡铅锡丝的 1 ／ 3 |
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光泽 |
没有
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银色的光泽 |
● 采用 无铅锡丝容易出现的问题及原因
⊙ 焊接温度的上升与锡球、助焊剂的飞溅
往高温的烙铁头上供给含助焊剂的锡丝 ( 以后简称∶锡丝 ) ，则锡丝中的助焊剂会因受热膨胀而破裂，造成锡丝飞溅。而且锡丝中所含助焊剂会因为温度的升高而导致其活性降低。
提高 烙铁头温度，烙铁头 温度和 锡丝 （室温） 温 差就变得更大，对锡丝的热冲击也更大， 锡丝和助焊剂飞溅就越厉害 。
⊙ 漏焊、短接
由于 无铅锡丝浸润性、延展性差，一般条件焊接时，尤其对多层板通孔的焊接容易形成 漏焊、短接。
⊙ 烙铁头氧化及助焊剂碳化
焊接作业中氧化物及助焊剂的碳化物等会附在烙铁头上。在机器人连续运行的情况下，尤其是烙铁头吃锡面的氧化会造成焊接的不良。通过能量分散型 X 线来分析烙铁头前端附着物的成分，我们发现，在使用共晶锡丝的烙铁头上，附着物中碳 C 的含量比锡 Sn 多 , 这些碳是锡丝中的助焊剂被碳化后析离出来的。与之相反，在使用无铅锡丝时，附着物中锡 Sn 的含量比碳 C 多。而这些锡是从无铅锡丝中含量为 96% 的锡在受热被氧化成氧化锡中析离出来的。 烙铁头消耗的过程，实际上是对烙铁头寿命起决定作用的镀铁层从开始形成锡的反应层，反应层逐渐变厚，直至崩溃消失的过程。通过实验发现经过 1 小时就已形成反应层；经过 4 小时后反应层成长了不少。 16 小时后，与 4 小时和 9 小时相比，反应层的厚 度 明显变厚。
⊙ 烙铁 头和锡槽寿命短
根据实验发现，使用 无铅锡丝时 ， 5000 次后吃锡面被侵蚀导致烙铁头发生变形；到 10000 次后，烙铁头上就出现了空洞。与使用共晶锡丝的情况相比，其消耗快了 2~3 倍。其次，在往烙铁头定量送锡的同时进行清洗的连续作业中，测定了吃锡面厚度的变化量。通过比较得知∶使用无铅锡丝时吃锡面的消耗量，是使用共晶锡丝时的 2~3 倍。同时，烙铁头温度越高消耗也就越剧烈。因此， 烙铁头寿命当然短。同样的道理，锡槽寿命也变短。
⊙ 对周边部件的热影响
对于无铅化，由于温度提高，担心的是对周边部件的热影响。今后，耐热材料、零件的开发也会不断发展，但是仍然会存在一些没有进行耐热处理或很难进行耐热处理的部件。
● 无铅焊锡的对策
⊙ 锡球、助焊剂等飞溅
通过加热锡丝从而减轻热冲击的预热方法。虽然有把锡丝送入 V 形槽的方法，但是在使用无铅锡丝时锡丝会迅速硬化，而且 烙铁头与送锡部件相接触，烙铁头的热量就会被夺走而造成温度下降。 故可通过加热锡丝从而减轻热冲击的预热方法，大量减少 锡球、助焊剂等的飞溅 。
开发用于焊接机器人的含助焊剂的锡丝，即使在高温下也不会失去活性力，比用于手工焊的锡丝在一定程度更具有耐热性。
⊙ 漏焊、短接等的对策
氮气作业氛围的焊接，通过使焊接氛围处于低氧状态、有抑制母材及锡丝的氧化从而提高锡焊接品质的效果而被广泛采用。不管是焊接机器人还是手工焊，通过利用氮气都达到了以下几个效果。其一，焊点的光泽及切面变好，减少漏焊及短接等不良。其二，利用氮气可以减少助焊剂的残渣。焊接机器人加工时通常使用含助焊剂的锡丝，为了确保焊接品质，助焊剂的含有量通常为 2%~3% 。多层基板等中不易渗透的通孔也可能使用含 6% 助焊剂的锡丝。在品质上，希望焊接后的助焊剂残渣尽可能少。其三，通过使用氮气可以使烙铁头寿命延长 2 倍左右。这是因为在氮气作业氛围可以抑制烙铁头吃锡面的氧化。
⊙ 防止烙铁头氧化及助焊剂碳化
使用传统的锡铅锡丝的时候，烙铁头上的附着物主要是助焊剂的碳化物，这些碳化物用海棉或吹气等通常的清洗方法即可除去。而无铅锡丝时，烙铁头上的残留物主要是锡的氧化物。在此状态下，锡丝无法溶化，热量就无法传递到焊接物上，事实上也就无法进行焊接，只能使用氧化铝粉末或者特殊的助焊剂来除去。
⊙ 提高烙铁 头和锡槽寿命
不要一味地提升温度，在适宜温度下进行焊接。选择最适合的烙铁。不需要把无铅锡丝溶点的上升幅度 ( 与锡铅锡丝相比 ) 全盘转移到烙铁头上。问题的关键不在于温度的高低，而在于要能够以最快的速度传给焊点所需的热量。是否拥有加热焊接物所需的足够热量、烙铁头的形状是否与焊接物相符等成为解决问题的重点。
• 使用长寿命的烙铁头，烙铁头镀铁层的厚度和品质很重要。
• 在短时间内完成焊接作业。要达到此要求，烙铁的性能很关键。要求烙铁头具有快速传热短，时间内完成焊接作业的性能。
• 在休息时间等不进行焊接作业时烙铁头温度能够自动下降。
• 作业结束时，清洗后往烙铁头添上预留锡丝，尽快关闭电源。
• 锡丝的预热，焊接物的预热。先加热锡丝至 100 ℃ 左右再进行焊接作业。由此提高了无铅锡丝初期溶化的速度和锡丝的浸润性，从而可以相对降低烙铁头的设定温度，另外还具有抑制锡球、助焊剂飞散的效果。同时，对焊接对象进行预热，在无铅焊接中也成为一种常用的方法。
• 在氮气氛围中进行焊接。既可改善锡丝浸润性的效果，又能抑制氧化。同时具有预热效果。
对周边部件的热影响。
可以使用 配有标准 CCD 显示器的激光焊接系统，能够满足多种多样的需求。最小集光径为Ф 0.2mm ，根据同轴光学观测可以得到正确的位置，同时还配有保护光学系统免受助焊剂等污染的机构。
