JF 焊接知识小课堂——无铅化进程与无铅焊料

1. 无铅化历史发展进程：

Pb的毒性

1) 铅的浸出以及循环。废弃的电子产品填埋地下，其中有害的铅焊料随酸雨渗透污染地下水资源，进入生态循环。

2) 铅元素毒性对人类健康的影响。

3) 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。铅中毒特别对儿童的神经发育有危害。

     无铅化进程推动

1）无铅电子的原始推动力来自于美国。80年代初，美国立法禁止在汽油与管道焊接中使用铅。美国NEMI(National Electronics Manufacturing Initiative)于1999年成立专门工作组，目标是帮助北美公司在2001年启动无铅电子组装，到2004年全面实现电子产品无铅。

2）日本电子工业协会于1998年决定，主动在电子组装中去除铅。目标是2002年50%电子产品无铅，2004年完全无铅。

Sony, Panasonic, Hitachi, Toshiba承诺，其国内制造和销售的电子产品在2001年实现无铅。

3）欧洲议会于2002年12月通过决议草案WEEE以及ROHS在2006年7月1日起开始全面禁止使用含铅电子焊料。

2.   无铅焊料

无铅焊料的基本要求

(1) 其全球储量足够满足市场需求。某些元素，如铟和铋，储量较小，因此只能作为无铅焊料的添加成分；

(2) 无毒性。某些在考虑范围内的替代元素，如镉、碲，是有毒的。而某些元素，如锑，如果改变毒性标准的话，也可以认为是有毒的；

(3) 能被加工成需要的所有形式，包括用于修补的wire；用于焊料膏的powder；用于波峰焊的bar等。不是所有的合金能够被加工成所有形式，如铋的含量增加将导致合金变脆而不能拉拔成丝状；

(4) 替代合金也可以再循环利用。如果无铅焊料中包含3到4种金属元素将使再循环工艺复杂化并增加成本。

(5) 相变温度(固/液相线温度)与Sn-Pb焊料相近；

(6) 合适的物理性能，特别是电导率、热导率、热膨胀系数；

(7) 与现有元件基板/引线及PCB材料在金属学性能上兼容；

(8) 足够的力学性能：剪切强度、蠕变抗力、等温疲劳抗力、热机疲劳抗力、金属学组织的稳定性；

(9) 良好的润湿性；

(10) 可接受的成本价格；

3. Sn-Ag-Cu无铅焊料特点

     目前市场上主流应用的替代SnPb焊料的无铅合金以Sn-Ag-Cu为首的三元合金体系为主，被广泛应用于各类电子组装应用，具备以下特点：

1） 熔点较高，适用于更高的作业温度环境。

2） 焊接强度高于锡铅焊料

3） 焊点表面光泽度弱于锡铅焊料