波峰焊接技术.docx

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波峰焊接技术

波峰焊接技术

在电子组件的组装过程中，焊接起到了相当重要的作用。

它涉及到产品的性能、可靠性和质量等，甚至影响到其后的每一工艺步骤。

此外，由于电子组件朝着轻、薄、小的方向快速发展，为焊接工艺提出了一系列的难题，为此，电子制造业的各个厂家围绕SMT的焊接工艺展开了激烈的竞争，旨在进一步提高焊接质量，克服焊接中存在的短路、桥接、焊球和漏焊等缺陷，从而提高产品质量，满足市场需求。

    目前，最广泛使用的焊接工艺主要有波峰焊接和再流焊接。

波峰焊接工艺主要是用于通孔和各种不同类型元件的焊接，是一种关键的群焊工艺。

尽管波峰焊接工艺已有多年的历史，而且还将继续沿用下去，然而，我们要是能够用上切实可行的、有生命力的波峰焊接工艺需持时日。

因为这种工艺必须达到快速、生产率高和成本合理等要求。

换言之，这种工艺与焊接前的每一工艺步骤密切相关，其中包括资金投入、PCB设计、元件可焊性、组装操作、焊剂选择、温度/时间的控制、焊料及晶体结构等。

波峰焊接

一：

焊接前的质量控制

（一）：

焊盘设计

（1）设计插件元件焊盘时，焊盘大小尺寸设计应合适。

焊盘太大，焊料铺展面积较大，形成的焊点不饱满，而较小的焊盘铜箔表面张力太小，形成的焊点为不浸润焊点。

孔径与元件线的配合间隙太大，容易虚焊，当孔径比引线宽0.05~0.2mm,焊盘直径的2~2.5倍时，是焊接比较理想的条件。

（2）在设计贴片元件焊盘时，应考虑以下几点：

·为了尽量去除“阴影效应”，SMD的焊端或引脚应正着锡流的方向，以利于与锡流的接触，减少虚焊和漏焊。

波峰焊时推荐采的元件布置方向如图1所示。

·波峰焊接不适于细间距QFP、PLCC、BGA和小间距SOP器件焊接，也就是说在要波峰焊接的这一面尽量不要布置这类元件。

·较小的元件不应排在较大元件后，以免较大元件妨碍锡流与较小元件的焊盘接触，造成漏焊。

（二）：

PCB平整度控制

（1）波峰焊接对印制板的平整度要求很高，一般要求翘曲度要小于0.5mm要做平整处理。

尤其是某些印制板厚度只有1.5mm左右，其翘曲度要求就更高，否则无法保证焊接质量。

（2）妥善保存印制板及元件，尽量缩短储存周期

在焊接中，无尘埃、油脂、氧化物的铜箔及元件引线有利于形成合格的焊点，因此印制板及元件应保存在干燥、清洁的环境下，并且尽量缩短储存周期。

对于放置时间较长的印制板，其表面一般要做清洁处理，这样可提高可焊性，减少虚焊和桥接，对表面有一定程度氧化的元件引脚，应先除去其表面氧化层

（三）：

助焊剂质量控制

助焊剂在焊接质量的控制上举足轻重，其作用是：

（1）除去焊接表面的氧化物；

（2）防止焊接时焊料和焊接表面再氧化；（3）降低焊料的表面张力；（4）有助于热量传递到焊接区。

目前，波峰焊接所采用的多为免清洗助焊剂。

选择助焊剂时有以下要求：

（1）熔点比焊料低；

（2）浸润扩散速度比熔化焊料块；（3）粘度和比重比焊料小；（4）在常温下贮存稳定。

（四）：

焊料的质量控制

（1）目前，波峰焊接最常用的焊料是共晶锡铅合金：

锡63％；铅37％，应时刻掌握焊锡锅中的焊料温度，其温度应高于合金液体温度183℃，并使温度均匀。

过去，250℃的焊锡锅温度被视为“标准”。

随着焊剂技术的革新，整个焊锡锅中的焊料温度的均匀性得到了控制，并增设了预热器，发展趋势是使用温度较低的焊锡锅。

在230—240℃的范围内设置焊锡锅温度是很普遍的。

（2） 通常，组件没有均匀的热质量,要保证所有的焊点达到足够的温度，以便形成合格的焊点是必要的。

重要的问题是要提供足够的热量，提高所有引线和焊盘的温度，从而确保焊料的流动性，湿润焊点的两面。

焊料的温度较低就会降低对元件和基板的热冲击，有助于减少浮渣的形成，在较低的强度下，进行焊剂涂覆操作和焊剂化合物的共同作用下，可使波峰出口具有足够的焊剂，这样就可减少毛刺和焊球的产生。

   （3） 焊锡锅中的焊料成份与时间有密切关系，即随着时间而变化，这样就导致了浮渣的形成，这就是要从焊接的组件上去除残余物和其它金属杂质的原因及在焊接工艺中锡损耗的原因。

以上这些因素可降低焊料的流动性。

在采购中，要规定的金属微量浮渣和焊料的锡含量的最高极限，在各个标准中，（如象IPC/J-STD-006都有明确的规定）。

在焊接过程中，对焊料纯度的要求在ANSI/J-STD-001B标准中也有规定。

除了对浮渣的限制外，对63％锡；37％铅合金中规定锡含量最低不得低于61.5％。

   （4） 波峰焊接组件上的金和有机泳层铜浓度聚集比过去更快。

这种聚集，加上明显的锡损耗，可使焊料丧失流动性，并产生焊接问题。

外表粗糙、呈颗粒状的焊点常常是由于焊料中的浮渣所致。

由于焊锡锅中的集聚的浮渣或组件自身固有的残余物暗淡、粗糙的粒状焊点也可能是锡含量低的征兆，不是局部的特种焊点，就是锡锅中锡损耗的结果。

这种外观也可能是在凝固过程中，由于振动或冲击所造成的。

   （5） 焊点的外观就能直接体现出工艺问题或材料问题。

为保持焊料“满锅”状态和按照工艺控制方案对检查焊锡锅分析是很重要的。

由于焊锡锅中有浮渣而“倒掉”焊锡锅中的焊剂，通常来说是不必要的，由于在常规的应用中要求往锡锅中添加焊料，使锡锅中的焊料始终是满的。

在损耗锡的情况下，添加纯锡有助于保持所需的浓度。

为了监控锡锅中的化合物，应进行常规分析。

如果添加了锡，就应采样分析，以确保焊料成份比例正确。

（6） 浮渣过多又是一个令人棘手的问题。

毫无疑问，焊锡锅中始终有浮渣存在，在大气中进行焊接时尤其是这样。

使用“芯片波峰”这对焊接高密度组件很有帮助，由于暴露于大气的焊料表面太大，而使焊料氧化，所以会产生更多的浮渣。

焊锡锅中焊料表面有了浮渣层的覆盖，氧化速度就放慢了。

在焊接中，由于锡锅中波峰的湍流和流动而会产生更多的浮渣。

   （7） 推荐使用的常规方法是将浮渣撇去，要是经常进行撇削的话，就会产生更多的浮渣，而且耗用的焊料更多。

浮渣还可能夹杂于波峰中，导致波峰的不稳定或湍流，因此要求对焊锡锅中的液体成份给予更多的维护。

如果允许减少锡锅中焊料量的话，焊料表面的浮渣会进入泵中，这种现象很可能发生。

有时，颗粒状焊点会夹杂浮渣。

最初发现的浮渣，可能是由粗糙波峰所致，而且有可能堵塞泵。

锡锅上应配备可调节的低容量焊料传感器和报警装置。

焊接过程中的工艺参数控制

（五）预热温度的控制

预热的作用：

①使助焊剂中的溶剂充分发挥，以免印制板通过焊锡时，影响印制板的润湿和焊点的形成；②便印制板在焊接前达到一定温度，以免受到热冲击产生翘曲变形。

根据我们的经验，一般预热温度控制在80℃—120℃，此温度为测试板面温度，预热时间1-3分钟。

（六）焊接轨道倾角

轨道倾角对焊接效果影响较为明显，特别是在焊接高密度SMT器件时更是如此。

当倾角太小时，较易出现桥接，特别是焊接中，SMT器件的“遮蔽区”更易出现桥接；而倾角过大，虽然有利于桥接的消除，但焊点吃锡量太小，容易产生虚焊。

轨道角应控制在5º-7º之间。

（七）波峰高度

波峰的高度会因焊接工作时间的推移而有一些变化，应在焊接过程中进行适当的修正，以保证理想高度进行焊接波峰高度，以压锡深度为PCB厚度1/2-2/3为准。

（八）焊接温度

焊接温度是影响焊接质量的一个重要的工艺参数，焊接温度过低，焊料的扩展率、润湿性变差，使焊盘或元器件焊端由于不能充分的润湿，从而产生虚焊、拉尖、桥接等缺陷；焊接温度过高时，则加速了焊盘、元器件引脚及焊料的氧化，易产生虚焊。

焊接温度应控制在250℃±5℃。

（九）常见焊接缺陷及排除

影响焊接质量的因素是很多，下表列出的是一些常见缺陷及排除方法，以供参考。

缺陷

产生原因

解决方法

焊点不全

助焊剂喷涂量不足

预热不好

传送速度过快

波峰不平

元件氧化

焊盘氧化

焊锡有较多浮渣

加大助焊剂喷涂量

提高好预热温度、延长预热时间

降低传送速度

稳定波峰

除去元件氧化层或更换元件

更换PCB

除去浮渣

桥接

焊接温度过高

焊接时间过长

轨道倾角太小

降低焊接温度

减少焊接时间

提高轨道倾角

焊锡冲上印制板

印制板压锡深度太深

波峰高度太高

印制板翘曲

降低压锡深度

降低波峰高度

整平或采用框架固定

免清洗焊接

一：

淘汰ODS清洗是我国政府对国际社会的郑重承诺

    当今危害人类生存环境的全球问题之一，是臭氧层被坏。

为了保护臭氧层，国际社会于1987年制定了《关于消耗臭氧层物质蒙特利尔议定书》。

我国政府于1991年6月加入了该议定书，承诺履行自已的国际义务，按照国际公约逐步淘汰消耗臭氧层物质（ODS）。

1999年12月在北京召开了第十一次缔约国大会，全球176个国家和有关组织参加了会议，并通过了《北京宣言》。

江泽民主席代表中国政府到会发表了重要讲话，阐明了中国政府的立场。

保护臭氧层，加快淘汰ODS进程，是我国应尽的国际义务，也是我国经济建设可持续发展的迫要求。

    截止到1997年12月，发达国家已经基本停止使用ODS，从而使我国成为了目前世界上最大的ODS生产国和消费国，一些西方国家已经对我国的出口产品使用ODS加以限制，出现了对使用ODS产品退货的情况。

电子信息产业众多企业大量使用ODS清洗济，而且地域分布广，规模大小不一，清洗工艺各不相同。

我国政府在《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案》中庄严承诺，2005年部分淘汰和2009年全部淘汰ODS和生产和消费，到2006年11月1日起清洗行业全部停止使用CFC-113和1.1.1三氯乙烷，这是电子企业面临的最大挑战，是一项紧迫而艰巨的任务。

  二：

淘汰ODS清洗的替代技术

    根据联合国：

"蒙特利尔"协议精神，20世纪80年代末90年代初工业发达国家先后研制开发了下列四种主要替代技术，并已广泛应用在电子清洗工艺中。

（1）水洗技术

（2）半水洗技术

      （3）非ODS有机溶剂清洗

      （4）免清洗技术

    在这些替代技术中，水洗和半水洗的设备投资大，占地面积大，耗电能大（50~100kw），耗水多，而且还要进行水处理和废水处理中。

如果废水不经过处理直接排放，将造成新的污染源。

而非ODS有机溶剂清洗，其溶剂本身成本高，存在挥发性有机物（VOC）的污染和工作操作安全等问题，而且HCFC也只是一种过渡性替代物，已被列为2040年最终全部淘汰的清洗溶剂之一，而且免清洗技术因具有简化工艺流程，降低了生产成本（节省了水洗设备和清洗溶剂，而且减少了助焊剂的用量），节省了生产工时，缩短了生产周期，对环境无污染等优点，受到各国的普遍重视。

实践证明，前三种清洗技术只是过渡进期的技术，从长远来看，应首选免清洗技术，以达到最终不使用ODS的目的，对于替代ODS清洗来说是一步到位技术。

免清洗技术在国内外电子产品中已经得到用户的信赖，已成为公认的当今替代ODS清洗的有效途径，将会得到更加广泛的应用，是今后发展的方向。

  三：

免清洗焊接技术

    免清洗技术是一个概念、新技术，不同于不清洗。

如果说当人们认识到清洗对提高电子产品质量的重要性，由焊后不清洗发展到清洗是一次飞跃，那么，现在由清洗发展到免清洗将是一次新的飞跃，决不是倒退，更不能以降低产品质量为代价。

免清洗工艺是相对于传统的清洗工艺而言，是建立在保证原有产品质量要求的基础上简化工艺流程的一种先进技术，而不是简单地取消原来的清洗工艺不清洗。

免清洗技术应用新材料和新工艺来达到以往焊后需要清洗才达到质量要求。

而不清洗只是适用某些低消费类电子产品，虽然省去了清洗工序，却相对降低了新产品的质量。

    免清洗技术包括免清洗波峰焊技术和免清洗回流焊技术。

前者由传统波峰焊接发展而成，通过对原的波峰焊设备进行技术改造或更新波峰焊机，采用低固物含量，不含任何卤化物，焊后仅有微量无腐蚀性残留，而且焊后表面绝缘电阻高的免清洗助焊剂，以达到免清洗效果，主要解决通孔插装元器件和混装联技术中固化表面元器件的波峰焊接。

后者是SMT装配中的重要工艺环节，通过采用低固化物含量，不含任何卤化物、焊后仅有微量无腐蚀性残留物。

而且焊后绝缘电阻高的免清洗焊膏和工艺控制来达到免清洗效果，主要解决表面贴装元器件的回流焊接。

  四：

免清洗焊接技术是一个系统工程

    免清洗工艺的实现不仅依赖于免清洗助焊剂（焊膏），还依赖于焊接设备、元器件、PCB板、工艺流程和工艺参数、工艺环境、工艺管理等诸多因素。

免清洗焊接技术是将材料、设备、工艺、环境和人力因素结合在一起的综合性技术，是一个系统工程

五：

免清洗助焊剂

焊剂主要由两种成分组成：

焊剂粉末及溶剂，溶剂包括松香（树脂、合成树脂）、活化剂、（无卤化物、含卤化物）溶剂及某些添加剂。

免清洗焊剂是一种低固态焊剂，固体含量大约在1.5~3%的范围。

焊剂中的溶剂主要是异丙醇、乙醇或甲醇。

这些焊剂的残渣少或无残渣，所以，焊后可以不清洗。

在使用免清洗焊剂时需要强调下列几点：

·在保证极少残余物的同时，还要求焊剂具有足够的活性。

·比重难于控制（监控和维护焊剂的固体含量）。

·吸水效果要比一般的固体含量的焊剂明显。

·发泡难。

·加工范围要比使用一般的固体含量的焊剂时的加工范围小。

免清洗焊剂的固体含量要比传统焊剂的比例少得多。

当固体含量低于5%时，比重控制的灵敏度就会出现明显变化。

六：

选择恰当的涂敷工艺

    采用免清洗助焊剂后，助焊剂的涂敷变得十分重要，这将会直接景响到焊后质量。

实践证明以下二种助焊剂涂敷方式在免清洗工艺中都是成功的。

    ①发泡式：

目前众多的生产企业使用的波峰焊机装有发泡式涂敷助焊剂装置。

这些设备只要清洗干净，对发泡装置不加改造或稍加改造即可用于免清洗工艺，投资少。

采用发泡工艺的缺点是助焊剂的用量不易控制，涂敷不均匀，在PCB板上有残留助焊剂，给免清洗工艺带来明显的影响。

更换孔径细密的发注管使发泡细密，调节发泡高度为不超过PCB板厚度的1/3，使泡沫正好沾着PCB板底部，不翻上PCB板顶部，涂敷均匀，则能使焊剂残留减至最少，又能获得较好的焊接效果。

另外，发泡装置是开启式的，助焊剂中溶剂极易挥发，需定定时测量助焊剂的密度，添加稀释剂来调正其密度，以保证达到最佳焊接效果。

同时因吸收空气中水分和落入灰尘等杂质极易使助焊剂变质，使用一段时间后需要更换助焊剂，造成一定的浪费。

    ②喷雾式：

通过喷雾装置将雾状的助焊剂送到PCB板焊面上，其雾化程度，喷雾宽度、喷雾量、预热温度等均可调节，这种涂敷工艺，涂敷很均匀，而且可以节约助焊剂（比发泡式杨以节省50%~60％），板面相当干净，也不需要像发泡式那样定期更换助焊剂或添加稀释剂。

助焊剂是完全封闭在加压的容器中，不必考虑溶剂的挥发和吸大气中的水分，这样助焊剂成分不变，一次加入后可以直到用完为止。

使用喷雾涂敷工艺，需要具有良好的通风装置，将挥发的易燃的溶剂蒸气排除出去。

喷雾式涂敷助焊剂的优点显著的，是实现免清洗工艺最佳涂敷方式，是今后涂敷助焊剂工艺的主流。

对于老式的发泡式波峰焊接机，可以拆除发泡装置改装置改装喷雾装置来实现喷雾涂敷助焊剂工艺，但是如果设备已经陈旧，到了需要更新的阶段，这种办法是不可取的，也不经济，不如直接更新改造，购置一台带喷雾装置的新式波峰焊接机更好。

    除上述二种助焊剂涂敷方式外，国内尚有浸涂或刷涂敷助焊剂，这种方式很难控制助焊剂的涂敷量，极易造成因涂敷助焊剂过多而造成焊后残留物多，影响PCB板的表观质量。

因此需要经过工艺试验，包括适当增加稀释剂用量来减少焊后的残留物。

  七：

选择合适的工艺参数

    焊工艺参数主要有：

助焊剂活性（pH值）、预热温度、波峰焊接温度、助焊发泡高度（或喷物量）、钎料的波峰高度（H）及压锡深厚、牵引角、传动速度和焊接时间、钎料槽中的合金成分等，这些都是保证焊接质量的诸多因素。

采用免清洗助焊剂，调正好波峰焊接设备的各项参数显得尤为重要，预热温度是达到其成功运作效果的重要环节。

免清洗助焊剂是一种低固含量的助焊剂，其活动性较松香助焊剂弱，在焊接过程中，随着预热温度的升高，助焊剂逐渐开始少许激活，当达到预热温度时，活性物质释放出来，同时溶剂成分开始气化，在PCB板上只留下微量的残余物。

由此可见，预热温度在85℃~105℃（指元件面温度），焊接温度在250℃±5℃。

    实践证明，在空气中进行免清洗工艺是可以获得良好的焊接效果。

但是，因为免清洗助焊剂的活性相对于松香助焊剂等高固含量助焊剂的活性要弱一些，因此采用惰性气体（如N2）保护焊可以进一步提高焊接质量。

其优点是，减少焊接时的氧化，提高焊点质量，减少焊接缺陷，减少焊后残留物，提高产品的外观质量，尤其是细间距器件的焊接效果更为明显。

 八：

配以适当的工艺准备和工艺管理

    要获取良好的免清洗工艺效果，除了焊接过程中设备和工艺参数的调整、控制外，在工艺准备阶段的材料控制和装焊过程中的环境控制同样十分重要。

    首先元器件引线（焊接端面）应符合可焊性要求，最好能在恒温干燥的条件下保存，使其免受污染和老化，存放期一般不超过六个月；PCB板应在有效存放时间内保证其表面洁净度和可焊性要求，插装（贴装）前进行干燥处理。

这是获取免清洗焊接成效的首要条件。

在装焊过程中，朵注意控制生产环境，尽量避免人为的污染，如手迹、汗迹、灰尘等。

因此加强工艺管理十分重要，否则会影响免清洗工艺的效果。

无铅焊接

  一：

无铅焊料的研制与动态

    焊料从发明到使用，已有几千年的历史。

Sn/Pb焊料以其优异的性能和低廉的成本，一直得到人们的重用，现已成为电子组装焊接中的主要焊接材料。

但是，铅及其化合物属于有毒物质，长期使用会给人类生活环境和安全带来较大的危害。

    从保护地球村环境和人类的安全出发，限制使用甚至禁止使用有铅焊料的呼声越来越强烈，这种具有悠久应用历史的Sn/Pb焊料，将逐渐被新的绿色焊料所替代，在进入二十一世纪时，这将成为可能。

    人体通过呼吸，进食，皮肤吸收等都有可能吸收铅或其化合物，铅被人体器官摄取后，将抑制蛋白质的正常合成功能，损害人体中枢神经，造成精神混乱、呆滞、生殖功能障碍、贫血、高血压等慢性疾病。

铅对儿童的危害更大，会影响智商和正常发育。

    电子工业中大量使用的Sn/Pb合金焊料是造成污染的重要来源之一，在制造和使用Sn/Pb焊料过程中，由于溶化温度较高，有大量的铅蒸气逸出，将直接严重影响操作人员的身体健康。

波峰焊设备在工作中产生的大量的富铅焊料废渣，对人类生态环境污染极大。

近年来有关地下水中铅的污染更引起人们的关注，除了废弃的蓄电池大量含铅外，丢弃的各种电子产品PCB上所含的铅也不容忽视。

以美国为例，每年随电子产品丢弃的PCB约1亿块，按每块含铅Sn/Pb焊料10克，其中铅含量为40％计算，每年随PCB丢弃的铅量即为400吨。

当下雨时这些铅变成溶于水的盐类，逐渐溶解污染水，特别是在遇酸雨时，雨中所含的硝酸和盐酸，更促使铅的溶解。

对于饮用地下水的人们，随着时间的延长，铅在人体内的积累，就会引起铅中毒。

    二十世纪九十年代初，由美国国会提出关于铅的限制法案，并由工作小组着手进行无铅焊料的研究开发活动，目前，美国已在汽车、汽油、罐头、自来水管等生产和应用中禁止使用铅和含铅焊料。

但该法案对日子工业产生的效能并不大，在电子产品中禁止使用含焊料进展缓慢。

欧洲和日本等发达国家对焊料中限制铅的使用也很关注。

对于居住环境意识较强的欧洲，欧盟于1998年通过法案，已明确从2004年1月1日起任何制品中不使用含铅焊料，但因技术等方面的原因，在电子产品中完全禁止使用铅有可能推迟至2008年执行。

在无模铅焊料研究和应用方面，日本走得最快。

为了适应市场的需要，扩大市场份额，日本提出了生产绿色产品的概念。

松下电器、日立、NEC、富士通等各大公司纷纷降低了铅的使用，并制订了无铅化的进程计划，2000年开始已大部分产品生产中使用无铅焊料。

    此外，随着微细间距器件的发展，组装密度愈来愈高，焊点愈来愈小，而其所承载的力学、电学和热学负荷愈来愈重，对可靠性要求日益提高，但传统的Sn/Pb合金的抗蠕变性差，不能满足近代电子工业对可靠性的要求。

因此，无铅焊料的开发和应用，不仅对环境保护有利，而且还担负着提高电子产品质量的重要任务。

    近几年来有关无铅焊料的研究工作发展很快，世界上各大著名公司、国家实验室和研究院所都投入了相当的力量开展无铅焊料的研究。

国内外的已有的研究成果表明，最有可能替代Sn/Pb焊料的元毒合金是Sn基合金。

无铅焊料主要以Sn为主，添加Ag、Zn、Cu、Sb、Bi、In等金属元素。

通过焊料合金化来改善合金性能，提高可焊性。

由于Sn-In系合金蠕变性差，In极易氧化，且成本太高；Sn-Sb系合金润湿性差，Sb还稍具毒性，这两种合金体系的开发和应用较少。

实际上二无系合金要做成为能满足各种特性的基本材料是不完善的，目前最常见的无铅焊料主要是以Sn-Ag、Sn-Zn、Sn-Bi为基体，在其中添加适量的其他金属元素所组成的三元合金和多元合金。

如果单纯考虑可焊性，能替代Sn/Pb共晶焊料的无铅焊料很多，如下表所示。

无铅焊料合金的融点和成本比较

合成金

融点（ºC）

成本

Sn-37Pb

183

1.0

Sn-58Bi

138

1.4

Sn-20In-2.8Ag

179-189

7.6

Sn-10Bi-5Zn

168-190

1.2

Sn-9Zn

198

1.2

Sn-3.5Ag-4.8Bi

205-210

2.4

Sn-7.5Bi-2Ag-0.5Cu

213-218

1.8

Sn-3.2Ag-0.5Cu

217-218

2.0

Sn-3.5Ag-0.5Sb

218

2.4

Sn-2.5Ag-0.8Cu-0.5Sb

213-218

1.8

Sn-3.5Ag

221

2.0

Sn-2Ag

221-226

1.8

Sn-0.7Cu

227

1.2

Sn-5Sb

232-240

1.2

    综观Sn-Ag、Sn-Zn、Sn-Bi三个体系无铅焊，与Sn-Pb共晶焊料相比，各有优缺点。

Sn-Ag系焊料，具有优良的机械性能，拉伸强度，蠕变特性及耐热老化性都比Sn-Pb共晶焊料优越，延展性比Sn/Pb共晶焊料稍差，但不存延展性随时间加长而劣化的问题。

Sn-Ag系焊料，熔点偏高，通常比Sn-Pb共晶焊料要高30~400C，润湿性差，而且成本高。

熔点和成本是Sn-Ag系焊料存在的主要问题。

Sn-Zn系焊料，机械性能好，拉伸强度比Sn-Pb共晶焊料好，与Sn-Pb焊料一样，可以拉制成线材使用；具有良好的蠕变特性，变形速度慢，至断裂时间长。

该体系最大的缺点是Zn极易氧化，润湿性和稳定性差，且具有腐蚀性。

Sn-Bi系焊料，实际上以Sn-Ag（Cu）系合金为基体，添加适量的Bi组成的焊料合金，合金的最大的优点是降低了熔点，使其与Sn-Pb共晶焊料相近；蠕变特性好，并增大了合金的拉伸强度，但延展性变坏，变得硬而脆，加工性差，不能加工成线材使用。

总之，目前虽然已开发也许多可以替代Sn-Pb合金的焊料，但尚末开发出一种完全能替代Sn/Pb合金的高性能低成本的无铅焊料。

  二：

无铅焊料应具有的基本性能

    为了实现保护环境和提高产品质量为目的，并考虑电子组装工艺条件的要求，无铅焊料的基本性能应满足以下条件：

（1）熔点低，合金共晶温度近似于Sn63/Pb37的共晶温度183℃，大致在180℃~220℃之间。

（2）无毒或毒性很低，所选用的材料现在和将业都不会污染环境。

      （3）热传导率和导电率要与Sn63/Pb37的共晶焊料相当。

      （4）