焊接工艺常识

焊接工艺常识

传统的锡铅焊料在电子装联中已经应用了近一个世纪。Sn63／Pb37共晶焊料的导电性、稳定性、抗蚀性、抗拉和抗疲劳、机械强度、工艺性都是非常优秀的，而且资源丰富，价格便宜。是一种极为理想的电子焊接材料。
但由于铅污染人类的生活环境。据统计，某些地区地下水的含铅量已超标30倍（允许标准
一、 无铅焊接技术的现状
无铅焊料合金成分的标准化目前还没有明确的规定。IPC等大多数商业协会的意见：铅含量<0.1－0.2WT％（倾向<0.1％，并且不含任何其它有毒元素的合金称为无铅焊料合金。
1、 无铅焊料合金
无铅化的核心和首要任务是无铅焊料。据统计全球范围内共研制出焊膏、焊丝、波峰焊棒材100多种无铅焊料，但真正公认能用的只有几种。
（1） 目前最有可能替代Sn／Pb焊料的合金材料
最有可能替代Sn／Pb焊料的无毒合金是Sn基合金。以Sn为主，添加Ag、Cu、Zn、Bi、In、Sb等金属元素，构成二元、三元或多元合金，通过添加金属元素来改善合金性能，提高可焊性、可靠性。主要有：Sn－Bi系焊料合金，Sn－Ag共晶合金，Sn－Ag－Cu三元合金，Sn－Cu系焊料合金，Sn－Zn系焊料合金（仅日本开发应用），Sn－Bi系焊料合金，Sn－In和Sn－Pb 系合金。
（2） 目前应用最多的无铅焊料合金三元共晶形式的Sn95.8\Ag3.5\Cu0.7（美国）和三元近共晶形式的Sn96.5\Ag3.0\Cu0.5（日本）是目前应用最多的用于再流焊的无铅焊料。其熔点为216－220℃左右。
由于Sn95.8\Ag3.5\Cu0.7无铅焊料美国已经有了专利权，另外由于Ag含量为3.0WT％的焊料没有专利权，价格较便宜，焊点质量较好，因此IPC推荐采用Ag含量为3.0WT％（重量百分比）的Sn－Ag－Cu焊料。
Sn－0.7Cu－Ni焊料合金用于波峰焊。其熔点为227℃。
虽然Sn基无铅合金已经被较广泛应用，与Sn63\Pb37共晶焊料相比无铅合金焊料较仍然有以下问题：
（A）熔点高34℃左右。
（B）表面张力大、润湿性差。
（C）价格高
2、PCB焊盘表面镀层材料
无铅焊接要求PCB焊盘表面镀层材料也要无铅化，PCB焊盘表面镀层的无铅化相对于元器件焊端表面的无铅化容易一些。目前主要有用非铅金属或无铅焊料合金取代Pb－Sn热风整平（HASL）、化学镀Ni和浸镀金（ENIC）、Cu表面涂覆OSP、浸银（I－Ag）和浸锡（I－Sn）。
目前无铅标准还没有完善，因此无铅元器件焊端表面镀层的种类很多。美国和台湾省镀纯Sn和Sn/Ag/Cu的比较多，而日本的元件焊端镀层种类比较多，各家公司有所不同，除了镀纯Sn和/Sn/Ag/Cu外，还有镀Sn/Cu、Sn/Bi等合金层的。由于镀Sn的成本比较低，因此采用镀Sn工艺比较多，但由于Sn表面容易氧化形成很薄的氧化层、加电后产生压力

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