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2021-12-04 19:02:20
隨著人類文明的進步,人們的環(huán)境意識正逐漸增強。保護自然環(huán)境,減少工業(yè)污染,已越來越受到人們的關(guān)注。SMT(表面貼裝技術(shù))生產(chǎn)作為電子生產(chǎn)的一部分,也不可避免地存在著對環(huán)境污染的問題。目前一些發(fā)達(dá)國家的科研機構(gòu)正開展相關(guān)研究,尋找解決SMT生產(chǎn)污染問題的方法和途徑,使SMT生產(chǎn)向綠色環(huán)保方向發(fā)展,其中無鉛焊錫就是其中一個關(guān)鍵課題。
目前在SMT生產(chǎn)過程中普遍采用的是Sn-Pb焊錫,其中鉛的含量在40%左右。眾所周知鉛是有毒的金屬,將會對人體和周圍環(huán)境造成相當(dāng)巨大的影響。為了消除鉛污染,采用無鉛焊錫已勢在必行。
無鉛焊錫的研究目標(biāo)--究的無鉛焊錫應(yīng)該具備與Sn-Pb體系焊錫大體相同的特征。具體目標(biāo)如下:
毒性弱,對環(huán)境影響要小。
熔點應(yīng)同Sn-Pb體系焊錫的熔點(183℃)接近,不應(yīng)超過200℃。
成本要低,導(dǎo)電性好。
機械強度和耐熱疲勞性要與Sn-Pb體系焊錫大體相同。
焊錫的保存穩(wěn)定性要好。
能利用設(shè)備和現(xiàn)行工藝條件進行安裝。
能確保有良好的潤濕性和安裝后的機械可靠性。
焊接后對各種焊接點檢修容易和應(yīng)有良好的電可靠性。
無鉛焊錫的研究現(xiàn)狀--無鉛焊錫的主要成分是錫,熔點是232℃,與其他金屬如銀、鉍、鋅等組成合金體系。
Sn-A g系無鉛焊錫的熔點為221℃,與Sn-Pb體系焊錫的很多情況較接近,多有應(yīng)用。在Sn-A g體系中,適當(dāng)加入一些銅,除了熔點有所降低外,還提高了焊接可靠性。作為Sn-A g系無鉛焊錫的最大特征,是耐熱疲勞性明顯優(yōu)于Sn-Pb體系焊錫。使用在要求接合部長期可靠性的機器中最合適。作為Sn-Pb體系焊錫替代品使用,Sn-A g系無鉛焊錫的主要問題是熔點偏高,另外與Sn-Pb體系焊錫比成本也較高。
Sn-Zn系無鉛焊錫的拉伸強度、初期強度、長時間強度變化都比Sn-Pb系焊錫優(yōu)越,延展性也與Sn-Pb系焊錫具有相同值,另外,Zn的毒性也弱,成本也低。若從焊錫合金的機械強度、熔點、成本和毒性等方面考慮,Sn-Zn系無鉛焊錫替代Sn-Pb系焊錫很合適。但Sn-Zn系焊錫也存在不足之處:Zn穩(wěn)定性不好,易氧化;需選用有效助焊劑。
Sn-Bi系無鉛焊錫的特點是熔點低,對于那些耐熱性差的電子元器件焊接有利,另外Sn-Bi系無鉛焊錫的保存穩(wěn)定性也好,可使用與Sn-Pb焊錫大體相同的助焊劑在大氣中焊接,潤濕性沒問題。
Sn-Bi系無鉛焊錫的不足之處在于隨著Bi的加入量增大,使焊錫變得硬、脆、加工性能大幅度下降,焊接可靠性變壞。因此,必須控制加入量在適當(dāng)范圍內(nèi)。
到目前為止,滿意的替代Sn-Pb系焊錫的無鉛焊錫還沒有出現(xiàn),已出現(xiàn)了無鉛焊料都存在這樣或那樣的問題。無鉛焊錫還需繼續(xù)研究改進,逐步提高性能,以滿足電子產(chǎn)品可靠性要求。但有一點可以肯定,隨著研究的進一步深入以及對環(huán)保的要求,無鉛焊錫必將代替Sn-Pb。