无铅焊料及相应工艺

价格和质量相近时，76%的消费者会选择具有环境安全性的产品。
如：日本所有大型消费类电子产品公司都在大量生产无铅电子产 品，推销时使用“绿色产品”作为竞争卖点。松下2019年推出 了微型CD播放机，包装上用一片绿色的树叶作为环保安全标志， 市场份额从4.7%增长到15%。
在市世场贸组竞织原争则下分，析同样也是市场准入门槛的环保法
从欧洲到日本、美国，都已先后把治理“电 子垃圾”作为当务之急。
控日本制电铅子的工使业协用会于2019年决定，主动在电子组装
中去除铅。目标是2019年50%电子产品无铅，2019 年完全无铅。
欧洲议会于2019年12月通过决议草案，在2019年7 月1日起开始全面禁止使用含铅电子焊料。
80年代初，美国立法禁止在汽油与管道焊接中使用 铅；1992年的Raid法案（尚未立法）中即包含了电 子组装中禁用铅。美国NEMI于2019年成立专门工 作组，目标是帮助北美公司在2019年启动无铅电子 组装，到2019年全面实现电子产品无铅。
无铅焊料的选用
将来不可能有一种所谓“标准”的无铅焊料， 几种不同的无铅焊料各有利弊，其选用取决 于产品和工艺的具体要求。
无铅焊料由于其填加成分价格较高，故其价 格明显高于锡铅焊料。
在选用无铅焊料时，要特别注意避开专利问 题。
1 ）实需施要更无高铅的工焊艺温接度工艺主要相关问题 以回流焊为例：普通含铅焊膏的温度工艺窗口为208235 ℃，而无铅焊膏因为熔点高、润湿性差、回流时 自对位能力较差，其温度工艺窗口为242-262 ℃。
特殊用途 99.3Sn-0.7Cu, 96.5Sn-3.5Ag
日本：回流焊 ••Sn-(2-4)Ag-(0.5-1)Cu •
••
Sn-(2-4)Ag-(1-6)Bi •
波峰焊 Sn-(2-4)Ag-(0.5-1)Cu•
•
Sn-0.7Cu (加In1-3%)
首选 96.5Sn-3.0Ag-0.5Cu
PCB装配中采用锡铅焊料进行波峰焊、再流焊或手工焊 操作中都有铅气体存在，影响人体和环境。同时在PCB 上留下更多的铅含量。
市市场需场求就竞足争以推分动无析铅电子组装
分析表明：
20%的消费者在购买产品时会积极考虑其对环境的影响。
45%的消费者会由于其环境安全性而购买某种产品。
50%的消费者在发现某产品危害环境时会转向其它品牌。
印控制制电路铅板的及使其用装配的无铅化要求
PCB表面采用锡铅焊料作可焊和防氧化涂层时带来的问 题：
1. PCB加工过程（电镀锡铅工序、腐蚀后锡铅退除工序、 喷锡工序等）会接触到铅。
2. 锡铅电镀等含铅废水及热风整平(喷锡)的含铅气体对 环境带来影响。
3. 在目前高密度互连产品中并不完全适宜（平整度不够、 硬度不够、接触电阻太大 ）。
实用化焊料通常按点范围分类：• 1) 低熔点 ：<180℃ 2）等同熔点：180-200 ℃ 3）中熔点：200-230 ℃ 4）高温合金：230-250 ℃
美推国荐：选回流用焊的9无5.5铅Sn焊-3料.9Ag-0.6Cu (217 ℃)
波峰焊 99.3Sn-0.7Cu (227 ℃)
欧洲：通用 95.5Sn-3.8Ag-0.7Cu
温度提高可能损伤温度敏感元器件，塑封器件开裂等 很多元器件能承受的温度都在262℃以下。
铸造 管道 非电子焊料
弹药
4.69% 电子焊料
铅箔纸
1.79% 其他
使用量 1.40% 1.85% 0.72% 0.70% 0.49% 2.77%
铅控元制素铅的的毒使性•用：毒害神经系统和生育系统，
特别是危害儿童的神经发育。
大部分电子垃圾最后都是埋在地下，经渗透 会对土壤造成严重污染，甚至渗入地下水危 及人体健康。焊料由于技术和成本问题很难 回收，而许多使用更多铅的产品，在全世界 大部分市场都得到严格的控制和有效的回收。
无铅焊料及相应工艺
主要内容
一. 控制铅的使用 二. 无铅焊料的研究状况 三. 推荐选用的无铅焊料 四. 无铅焊料的选用 五. 实施无铅焊接工艺主要相关问题 六. 导电性胶
铅在控各制种铅产的品使中的用使用量
产品
使用量 产品
蓄电池•
80.81% 电缆
氧化物（油画、 4.78%
玻璃、陶瓷、 颜料等）•
机疲劳抗力、金属学组织的稳定性。 9. 良好的润湿性。 10. 可接受的成本价格。
定义无：铅焊料产中品铅含量的重量百分比小于1%
注意：1） 只对焊料，不对整个产品。 2）•铅含量超过85%的焊料不包括在内。
目前已经有超过100个无铅焊料的专利，由于性能 与价格方面的原因，只有其中一小部分可以实用化。
无铅焊料的研究状况
寻求年使用量为5-6万吨的Sn-Pb焊料的替 代品
十个基本要求： 1. 其全球储量足够满足市场要求。（铟、铋等不行） 2. 无毒性。（镉、碲、锑等不行） 3. 能被加工成需要的所有形式。（焊丝、焊膏、焊条） 4. 替代合金也可以再循环利用。（不能包含多种金属元素） 5. 相变温度（固/液）与Sn-Pb焊料相近。 6. 合适的物理性能。（电导率、热导率、热膨胀系数等） 7. 与现有元器件基板、引线及PCB材料在金属学性能上兼容。 8. 足够的力学性能：剪切强度、蠕变抗力、等温疲劳抗力、热
控我制国正铅在的拟使定用的《电子信息产品生产污染防
治管理办法》规定：
自2019年7月1日起投放市场的国家重点监 管目录内的电子信息产品不能含有铅、汞、 镉、六价铬、聚合溴化联苯（PBB）或者聚 合溴化联苯乙醚（PBDE）《注：阻燃添加剂》 等。
但替代物的研发是一个庞大细碎的工程， 牵涉到整机厂家、元器件厂家及其国外供货 商。中国尚缺少马上能投入应用的替代物。
令将直接影响各国的产品进出口额。
发达国家这几年设置的贸易壁垒正从关税型转向技术 型，往往表现为掌握核心技术后，再提高进入门槛。 不应排除从原材料环节就实施行业控制的可能性。
现北美电子制造商所经受的压力是经济上的，而不是 法令上的。为消除其产品再不能出口到亚洲和欧洲电 子市场的危险，制造商们正在寻找可行的含铅焊锡的 替代者，包括无铅焊锡材料与可导电性胶 。