第6讲 焊料合金ppt课件.ppt

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1、SMT设备操作与维护长沙民政学院电子系应用电子教研室谭刚林第6讲焊料合金1SMT设备操作与维护长沙民政学院电子系应用电子教研室谭刚林电子组装焊料是一种易熔金属，是通过其自身吸热融化将两种或多种不熔化的母材实现机械和电气联接的一种材料。在电子组装中，传统使用的软钎焊的焊料主要是指锡（Sn）铅（Pb）合金。人们现在认识到铅（Pb）的危害，开始广泛的开发使用以锡（Sn）为基不含铅的无铅焊料。2SMT设备操作与维护长沙民政学院电子系应用电子教研室谭刚林6.1焊料合金的成分及作用用于电子组装的焊料，都是软钎焊钎料，其主要的成分是锡、铅、银、铋、铟等元素。软铅焊接是一种古老的焊接方法，远在铁器时代，人

2、类就已经采用这种钎焊方法了，当时的焊料就是锡铅合金.3SMT设备操作与维护长沙民政学院电子系应用电子教研室谭刚林1、锡的物理性质：锡，原子序数50，原子量118.71，元素名来源于拉丁文。在约公元前2000年，人类就已开始使用锡。锡在地壳中的含量为0.004%，几乎都以锡石(氧化锡)的形式存在。金属锡柔软，易弯曲，熔点231.9℃，沸点226℃、密度:5.77(α锡)7.29(β锡)、强度为14MPa、硬度为布氏硬度（HBS:brinellhardnessnumber）为10kg,延展性好；在空气中锡的表面生成二氧化锡（SnO2）保护膜并且稳定，加热条件下氧化反应会加快。4SMT设备操作与

3、维护长沙民政学院电子系应用电子教研室谭刚林2、锡具有如下化学性质：（1）在大气中耐腐蚀性能好，不受水、氧气、二氧化碳的作用，不失去金属光泽。（2）能抗有机酸的腐蚀，对中性物质来说，有较高的抗腐蚀性。（3）锡是一种两性金属（既能与酸反应又能与碱反应的金属），能与强酸和强碱起化学反应。5SMT设备操作与维护长沙民政学院电子系应用电子教研室谭刚林1、铅的物理性质：铅，原子序数82，原子量207.2，是第六周期Ⅳ族元素，元素符号Pb。早在公元前3000年左右就被人类发现，元素符号Pb来自罗马人对铅的称呼。铅在地壳中质量含量为0.0016%，铅很少以游离状态存在于自然界，主要以方铅矿(PbS)如图5

4、-1所示、白铅矿(PbCO3)、硫酸铅矿(PbSO4）的形式存在。熔点为327.502℃、沸点为1740℃、密度为11.3437g／cm³、莫氏硬度为1.5，质柔软，抗张强度小，延性弱，展性强，有润滑性。现在研究表明，铅通过环境污染循环可以进入人体，铅及其化合物对人体有毒，摄取后主要贮存在骨骼内，部分取代磷酸钙中的钙，不易排出，对人体有害。纯金属铅也不宜用于电子组装。6SMT设备操作与维护长沙民政学院电子系应用电子教研室谭刚林电子产品铅污染机理7SMT设备操作与维护长沙民政学院电子系应用电子教研室谭刚林2、铅的化学性质：铅的化学性质稳定，不与空气、氧、海水和含有氯成份的水，苯酚、碳酸钠、

5、食盐、丙酮、氢氟酸等起反应，有良好的抗腐蚀能力。在潮湿的含有二氧化碳的空气中，表面形成碱式碳酸铅薄膜，能阻止铅被进一步氧化。在加热时能与氧、硫、卤素化合，生成相应的化合物。8SMT设备操作与维护长沙民政学院电子系应用电子教研室谭刚林铅－锡合金如前所述，不论是纯锡或是纯铅都不宜用于电子组装，在实际生产中，采用铅－锡合金作为钎料，由于Sn63Pb37合金是共晶合金，流动性好，熔点比组成合金中的任一种都低，故在电子组装中获得广泛得应用。9SMT设备操作与维护长沙民政学院电子系应用电子教研室谭刚林从金相学的角度对Sn-Pb二元合金的平衡状态图（或称相图）加以研究，从相图上可以看出：不论是纯锡或是

6、纯铅它们的熔点都比较高，铅的熔点是327.5℃，而锡的熔点是231.9℃，将它们熔化在一起形成铅－锡合金后，在相图中的E点（Sn62.7，Pb37.3）这个组成部分的合金的熔点最低，只有183℃。并且加热时由固态直接变为液体，而冷却的时侯又是直接由液体变为固态。而其他成份的金属都要经过一个固～液共存的状态。而且熔点也普遍升高，如图5-2所示。10SMT设备操作与维护长沙民政学院电子系应用电子教研室谭刚林11SMT设备操作与维护长沙民政学院电子系应用电子教研室谭刚林如果给定了温度和合金成分，根据状态图就可以推测合金的组织。另外，从相图中还可以推测锡铅焊料这样不同种类材料的界面会形成什么样的反

7、应层。状态图对于了解材料进行设计是非常有用的工具12SMT设备操作与维护长沙民政学院电子系应用电子教研室谭刚林常用锡铅焊料Pb38.1%,Sn61.9%称为共晶合金，对应熔点温度为183℃63Sn/37Pb.183℃60Sn/40Pb.183℃－190℃62Sn/36Pb/2Ag.179℃13SMT设备操作与维护长沙民政学院电子系应用电子教研室谭刚林锡铅焊料特性（1）焊接温度相对较低，熔点180℃-220℃。焊接温度高5