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1、此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除无铅焊锡制程及其特性无铅焊锡锡/铅(Tin/Lead)成分的焊锡是电子装配中最常用的焊锡，可是，在去年，整个工业出现一股推动力向无铅焊锡转换。其理由是人们越来越了解有关铅的使用及其对人类健康的不良影响。与铅有关的健康危害包括神经系统和生育系统紊乱、神经和身体发育迟缓。铅中毒特别对年幼儿童的神经发育有危害。已有法律来控制铅的使用，例如，铅在铅锤、汽油和油画中的使用有严格的规范，在美国从1978年起，铅在消费油画中的使用已被禁止，其它相关的法规在美国、欧洲和
2、日本正在孕育之中。表一显示了铅在各种产品中的使用量，蓄电池占铅用量的80%，电子焊锡大约占所有铅用量的0.5%，即使铅在电子焊锡中的使用被禁止，也不能解决全部的铅中毒问题。可是，电子焊锡中的0.5%的铅数量上还是可观的。表一、铅在产品中的消耗量产品消耗量(%)蓄电池80.814.78此文档仅供学习与交流此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除其它氧化物(油画、玻璃和陶瓷产品、颜料和化学品)弹药4.69铅箔纸1.79电缆覆盖物1.40铸造金属1.13铜锭、铜坯0.72管道、弯头和其它挤压成型产品
3、0.72焊锡(非电子焊锡)0.70电子焊锡0.49其它2.77代替铅的元素电子工业正在寻找无铅焊锡，能够取代普遍接受和广泛使用的锡/铅焊锡。研究与开发的努力集中在潜在的合金上面，这种合金要提供与锡/铅共晶焊锡相似的物理、机械、温度和电气性能。表二是可以取代铅的金属及其相对成本。表二、替代铅的材料及其相对价格铅的替代元素相对价格铅(参考值)1锑(Sb)2.2铋(Bi)7.1此文档仅供学习与交流此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除铜(Cu)2.5铟(In)194银(Ag)212锡(Sn)6.4
4、锌(Zn)1.3除了成本之外，还必须了解考虑作为铅替代的元素的供需情况。如表三所示，含铋合金从可利用资源的出发点上是无希望的，现在可利用得铋供应可能被全部用完，如果将此合金广泛用于正在蓬勃发展的电子工业。表三、美国矿产局有关不同元素的世界用量及产量的数据元素世界用量(吨)世界产量(吨)剩余产量(吨)Ag13,50015,0001,500Bi4,0008,0004,000Cu8,000,00010,200,0002,200,000In80to100200100Sb78,200122,30044,1
5、00Sn160,000241,00081,000Zn6,900,0007,600,000700,000注：现在世界焊锡消耗量=60,000吨，或6,600,000升此文档仅供学习与交流此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除从表二所显示的潜在替代金属的相对价格看，很明显，许多无铅焊锡将比其替代的锡/铅焊锡贵得多。例如，铟(In)是用来取代铅的主要元素之一，但它是一种次贵重金属，几乎和银一样贵。可是应该注意，所建议的焊锡合金的高成本在决定最终产品价格时，并不象最初所显示的那么重要。因为所需的量少
6、，在装配中，和其它成本因素如：元件、电路板及装配相比，焊锡成本几乎不重要。所选合金的性能是非常重要的。无铅焊锡及其特性和温度、机械、蠕变、疲劳特性一样，熔化温度点是最重要的焊锡特性之一。表四提供了现时能买到的无铅焊锡一览表。表四、无铅焊锡及其特性无铅焊锡化学成份熔点范围说明48Sn/52In118°C共熔低熔点、昂贵、强度低42Sn/58Bi138°C共熔已制定、Bi的可利用关注91Sn/9Zn199°C共熔渣多、潜在腐蚀性93.5Sn/3Sb/2Bi/1.5Cu218°C共熔高强度、很好的温度
7、疲劳特性95.5Sn/3.5Ag/1Zn218~221°C高强度、好的温度疲劳特性99.3Sn/0.7Cu227°C高强度、高熔点95Sn/5Sb232~240°C好的剪切强度和温度疲劳特性此文档仅供学习与交流此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除65Sn/25Ag/10Sb233°C摩托罗拉专利、高强度7Sn/2Cu/0.8Sb/0.2Ag226~228°C高熔点96.5Sn/3.5Ag221°C共熔高强度、高熔点应该注意到，无铅焊锡的化学成份还正在优化，以达到所希望的特性。表四中的焊锡化
8、学成份可能在商业上购买的焊锡中有稍微的不同。例如，表五显示了一些从不同的供应商购买的焊锡品牌。表五、不同供应商的无铅焊锡焊锡名称化学成份熔点说明Indalloy22777.2Sn/20In/2.8Ag187°C潜在的In/Pb不兼容性，要求对PCB焊盘和元件引脚无铅电镀AlloyH84.5Sn/7.5Bi/5Cu/2Ag212°C液态温度太高，要求260°C以上的波峰焊温度Tin/Zinc/Indium81Sn/9Zn/10In178°C潜在的In/Pb不兼容性，要求对PCB焊盘和元件引脚无铅电
