无铅焊的发展现状和发展趋势

无铅焊技术的发展现状和发展趋势

摘要

在焊接技术的发展过程中，锡铅合金一直是最优质的、廉价的焊接材料，无论是焊接质量还是焊后的可靠性都能够达到使用要求；但是，随着人类环保意识的加强，“铅”及其化合物对人体的危害及对环境的污染，越来越被人类所重视。随着无铅焊接的逐步应用（这是大势所趋），越来越多的用户开始寻找合适的焊接工具与密管脚芯片返修设备。2006年7月起，进入欧盟市场的电子电气产品将禁用的有害物质包括：镉、六价铬、铅、汞、PBB（多溴联苯）和PBDE （多溴二苯醚）。我国也已制定了相应的法律法规，最后期限也是2006年7月。本文对无铅焊接技术做了主要的介绍。

关键词：焊料趋势工艺窗口设备

Abstract

In the process of the development of solder alloys，tin lead has been the most high-quality，low-cost， whether the quality of welding welding materials or reliability of welding is used to achieve requirements，But，as the environmental protection consciousness， strengthen human "and" lead compounds for the harm to human body and pollution to the environment， more and more attention by humans. With the application of lead-free soldering gradually （this is inevitable）， more and more users start looking for the right tools and pipe welding equipment repair feet chips. 2006 July，into the eu market electric products will disable the harmful material include: hexavalent chromium， cadmium，lead，mercury，PBB （br） and PBDE （more spin bromine diphenyl ether）. China has formulated relevant laws and regulations， the deadline is July 2006. In order to make everyone to lead-free soldering have more understanding of lead-free soldering， this paper mainly introduces the doing.

在电子产品的生产过程中，无铅化生产已经越来越多地被采用。熟练掌握无铅焊接技术，对于电子产品质量的提升有着重要的意义。铅是一种有毒物质，一旦被人体吸收，将损坏健康。铅在电子产品中主要用于与锡组成铅锡合金作为焊料。传统的电子产品在焊接组装时，无一不是用铅锡合金做焊料的。但在其他环节也会用到铅，如贴片用锡膏、元器件在出厂前引线浸锡、PCB板上的油墨、压电陶瓷材料等等。因为以上原因，结合目前人类越来越重视环保和健康，对无铅焊接技术的研究是一个十分有意义的课题。

2003年2月13日，欧盟WEEE和ROHS指令正式生效，规定自2006年7月1日起在欧洲市场上销售的电子产品必须是无铅产品。同时各成员国必须在2004年8月13日之前完成相应的立法工作。

日本是对无铅焊研究和生产较早的国家，松下公司1999年10月推出第一款无铅组装电子产品，并计划2003年3月31日前实现全制品无铅化。1999年10月，NEC公司推出无铅组装笔记本电脑。2000年3月，索尼公司推出无铅组装摄像机。其他大的电子公司如日立、东芝、夏普等也制订了各自的无铅化计划,各大公司并已基本上在国内的无铅化制造。

1999年7月29日，美国环境保护署修改有害化学物质排出的报告义务基准值，对于铅及其化合物类有害物质，基准值由原来的10000磅减少至10磅。2000年1月，美国NEMI正式向工业界推荐标准化无铅焊料。

2003年3月，中国信息产业部经济运行司拟定《电子信息产品生产污染防治管理办法》，规定电子信息产品制造者应保证，自2003年7月1日起实行有毒有害物质的减量化生产措施；自2006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、镉、汞、六价铬、聚合溴化联苯或聚合溴化联苯乙醚等。

无铅化组装已成为电子组装产业的不可逆转的趋势。

无铅焊技术的发展

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焊料的无毒合金是Sn基合金。无铅焊料

主要以Sn为主，添加A g 、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。实际上二元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—A g 、Sn—Zn、Sn—Bi为基体，在其中添加适量的其它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。

综观Sn—A g 、Sn—Zn、Sn—Bi三个体系无铅焊料，与Sn—Pb共晶焊料相比，各有优缺点。Sn—A g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—A g系焊料，熔点偏高，通常比Sn—Pb共晶焊料要高30—40℃，润湿性差，而且成本高。熔点和成本是Sn—A g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，至断裂的时间长。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，实际上是以Sn—A g（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