钎焊料选择

一、钎焊料

波峰焊接中所用钎料几乎都是锡-铅二元合金，电子工业组装工艺中，广泛采用锡-铅二元合金作钎料的主要原因是：

●熔化温度范围窄，且适用于工程应用范围需要；

●润湿性和机械物理性尚可；

●经济性好。

1、锡、铅的物理化学特性

a、元素锡：锡为银白色有光泽的金属，耐氧化性能好，

暴露在空气中时仍保持其光泽。延伸性好，晶粒结构

比较粗糙。锡是一种质软的低溶点金属，相变点为

13.2℃，低于这个温度时变成粉末状的灰色锡（α

锡），灰色锡具有金刚石型晶格金相结构。当温度高

于13.2℃时变成白色锡（β锡），呈空心立方晶格，

富有延展性。α锡的原子能够加速未转变材料中α锡

的形成过程。

锡在大气中耐腐蚀性好，不失金属光泽；但不能抗

氯、碘、苛性钠、苛性钾等物质的腐蚀。

b、元素铅：铅是一种蓝色金属，其新暴露表面具有光

亮的金属光泽。通常在空气中该表面很快变质，呈暗

灰色。该氧化膜附着力非常强，保护其层金属免受环

境的进一步侵蚀，它使铅具有耐多种化学和环境腐蚀

的独特性能。铅是一种质软金属，具有面心立方晶格，很容易加工成形。铅是一种对人体有害的有毒金属，接触时要特别注意。

2、锡-铅合金熔点温度

在选用钎料的许多考虑因素中，钎料融点温度是首先要考虑的。由于在等于或稍高于熔点的温度下，钎料仍呈粘带状态，极不易流动，在一定程度限制了润湿特性。因此较理想的的钎焊温度应大约高于钎料熔点温度（15.5~71）℃之间为宜。该温度范围适用于大多数钎料合金。对锡-铅合金这种特定场合，钎料合金的熔点和钎接温度之差取40℃左右为宜。

值得注意的是，推荐的波峰焊接温度并不等于钎料槽中的温度。在波峰焊接过程中，焊点实际达到的温度是介于钎料槽温度和被焊工件之间的某一温度。波峰焊接工艺中通常都是采用成份为Sn63/Pb37的共晶组分，该组分的熔点为183℃，那么，较优的钎接温度应为223℃（183℃+40℃）。而对应此状态，钎料槽的温度通常应选择到250℃左右才行。其目的是为了保证钎料的良好的流动性，并考虑到被润湿表面的所有热损耗，这也是为了缩短钎接时间和增强助焊剂活性所要求的。在波峰焊接时，焊点的加热过程中，主要影响因素是被焊物的焊前温度，被焊物的热容量和热导（即被焊物和焊点的散热效果），助焊剂活

化要求的温度，钎料槽本身的热散失。对温度的这些要求必须和钎料波峰所能提供的热量相平衡，以确保焊点的钎接温度能稳定地维持在223℃左右。

钎料中由于锡和铅的不同组份，其物理特性也是不同的，如下表所示，由于锡和铅的密度不同，故钎料的熔化温度、密度、导电率、及机械特性等都有所不同。

锡-铅系钎料的物

理特性

合金成份（%）熔点（℃）密度抗拉

强度

抗剪

强度

廷伸

率

布

氐

硬

度

电导电阻

率

g/cm3kg/mm

2

kg/mm

2

% %IACS μ

Ω.cm

锡铅固相

线液相线

10

0 232 232 7.29 1.49 2.02 55 13.9 10

63 37 183 183 8.46 5.41 3.8 28~3

17 11.5 14.99 70 30 183 186 8.17 5.48 3.52 20 17 12.5 13.79 60 40 183 188 8.52 5.34 3.94 27~416 11.5 14.99

50 50 183 214 8.90 4.36 3.66 38~9

14 10.9 15.82

8

12 10.1 17.07 40 60 183 238 9.28 3.8 3.37 39~1

5

3.37 2.95 22 11 8.7 20.5 20 80 183 277 10.0

4

1.42 1.39 39

0 100 327 327 11.3

4

3、钎料膏：

钎料在未使用前通常是块状或丝条状的固体，在SMT焊

接工艺中所使用的钎料却是糊状的膏状体，即钎料膏。钎料

膏是由钎料合金粉末（通常采用粒度为30~50μm的球状粉末）和糊状助焊剂混合制得的一种高粘度的膏状物，与再流

焊配合应用于印刷电路板的组装。

钎料膏的基本功能要求如下：

a、具有一定流动性，可以通过印刷设备涂敷到印刷电

路板表面；

b、具有一定的粘度，在再流焊之前可以固定待焊的电

子元器件；

c、在再流焊过程中，可去除金属氧化物并润湿金属表

面，最终形成可靠连接。

钎料膏应具备的基本特性如下：

a、印刷性能良好，可连续印刷；

b、流变性好，放置或预热时不产生崩塌或桥连现象；

c、焊接性良好，不会产生钎料球飞溅而引起短路；

d、储存寿命长，长时间储存粘度无变化，在0~5℃下

在保存3~6个月；

e、印刷后放置时间长，一般在常温下能放置12~14个

小时；焊接后的残余物应具有较高的绝缘电阻，清洗性好或免清洗；

f、无毒、无嗅和无腐蚀性。