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市场前景 |
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近年来，铅对人体的毒害正越来越受刭重视，许多国家立法禁止在电子、汽车和飞机制造业中使用含铅焊料。因此环保无铅焊料的研究开发、推广使用迫在眉睫。
无铅焊料的推广涉及到方方面面，包括元器件行业、PCB行业、助焊剂行业、焊料行业和设备行业：即元器件引脚以及内部连接也要采用无铅焊料和无铅镀层；PCB基材应适合更高的温度，焊盘表面涂覆层也应适应高温焊接；助焊剂在高温情况下不应变色；焊接设备中机械材料、传动、控制系统也应适应在较高温场合下使用等等。
纯锡由于熔点高（232℃），在铜上电镀的纯锡镀层在低温下长期暴露之后，可能会发生相变（但掺杂可以抑制锡的相变的发生），在较高温度和潮湿环境会诱发晶须的生长，焊接工艺性差而不便直接作为无铅焊料使用。 |
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目前国际公认的无铅焊料的定义为：以Sn为基体，添加了其它金属元素，而Pb的含量在0.1～0.2%以下的主要用于电子组装的软钎料合金。
一个可以取代目前通用的Sn/Pb合金的无铅焊料通常应满足以下条件：
(1)储量丰富，能满足市场要求，某些元素，如：In和Bi，储量较小，因此只能作为无铅焊料的添加成分；
(2)可接受的市场价格；
(3)无毒或毒性很低。如Cd、Te等金属因有毒而不列入考虑范围；
(4)可容易地制成条、丝、膏等，不是所有的合金都能够被加工成所有形式，如铋的含量增加将导致合金变脆而不能拉拔成丝状；
(5)替代合金可以再循环利用；
(6)可以和现有元件基板/引线及PCB材料在金属学性能上兼容；
(7)合适的物理性能（如电导率，热导率，热膨胀导数），足够的力学性能（剪切强度、蠕变抗力、等温疲劳抗力、热机疲劳抗力、金属学组织的稳定性）和良好的润湿性； |
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特点及标准 NCMS(美国国家制造科学研究中心)提出的无铅焊料性能的评价标准 |
| 性能 |
可接受水平 |
| 液相线温度 |
<225℃ |
| 熔化温度范围 |
<30℃ |
| 润湿性 |
Fmax>300μN，t0<0.6s，t2,3<1s
(润湿称量法) |
| 铺展面积 |
>85%的铜板面积 |
| 热机疲劳性能 |
>Sn/Pb共晶相应值的75% |
| 热膨胀系数 |
<29ppm/℃ |
| 蠕变性能 |
>3.5Mpa
(室温下167小时内导致失效所需的应力值) |
| 延伸率 |
>10%
(室温,单轴拉伸) |
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无铅合金特性 |
| 合金成份 |
熔 点 |
评 价 |
| Sn/Cu0.7 |
227℃ |
成本低、熔点高，润湿性差、毛细作用力小、疲劳特性差，可用于较低要求的焊接场所 |
| Sn/Cu0.7/Ag0.3 |
217-227℃ |
Sn/Cu系列合金，润湿性较Sn/Cu0.7好，但各项性能仍劣于Sn/Ag3/Cu0.5系列合金 |
| Sn/Ag3.5 |
221℃ |
成本较高，在用传统无铅焊料，有可能因为银相变化而无法通过可靠性试验 |
| Sn/Ag3/Cu0.5-0.7 |
217-218℃ |
成本较高，各项性能良好，目前选用厂家最多的无铅焊料（据统计，超过60%的在用厂家使用此合金） |
| Sn/Ag2.5/Cu0.8/Sb0.5 |
217℃ |
AIM专利产品，CASTIN®合金，各项性能良好，熔点较Sn/Ag3/Cu0.5更低，且更细晶格的合金 |
| Sn/Ag4/Cu0.5-0.7 |
217-218℃ |
无专利问题，成本较Cu/Ag3/Cu0.5高，各项性能良好，目前在用无铅焊料 |
| Sn/1.0Ag/4.0Cu |
217-353℃ |
防止被Cu腐蚀，高温用 |
| Sn/2.5Ag/1.0Bi/0.5Cu |
214-221℃ |
SnAgCuBi系推荐产品，属Oatey专利产品 |
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