無鉛焊接*新技術
1 引言一直以來，鉛錫合金作為電子工業的主要封接材料，在電子部件裝配上占主導地位。然而鉛及鉛化合物屬劇毒物質，對人體及牲畜具有極大的毒性。尤其是近年來隨著人們環保意識的增強和對于自身健康的關注，鉛污染越來越受到人們的重視。
2003年7月13日，歐盟正式頒布WEEE/RoHS 法令，并明確要求其所有成員國必須在2004年8月13日以前將此指導法令納入其法律條文中。該法令嚴格要求在電子信息產品中不得含有鉛、汞、鎘(cadmium)、六價鉻(hexavalent chromium)，多溴聯苯(polybroominated biphenyls PBB)及多溴二苯醚(polybrominated diphenyls ethers PBDE)。
嚴格的禁鉛條例使電子封裝產業對無鉛焊接提出了更高的要求，已經成熟的錫鉛焊料必須被性能相近或更高的無鉛焊料所替代。但在工藝方法上，無鉛焊料還存在很多缺點和不足，急需解決。
目前，國內三星貼片機關于無鉛焊料和無鉛釬料的**共有69條，從中可以看出我國自己的**申請速度在不斷加快。多數**是在主要元素基礎上，通過添加微量元素來改善焊料的性能，但有的**由于組元太多，在生產中會產生困難。同時，盡管現在有很多**，但是這些**范圍的成分還沒有達到*佳性能，不能滿足所有要求。
2 無鉛焊料的三大弱點
自歐盟頒布WEEE/RoHS法令以來，世界各國對無鉛焊料都進行了大量的研究，無鉛焊接技術也得到了長足的發展。但無鉛焊料相對于Sn-Pb焊料而言仍存在三大不可忽視的弱點。
2.1 浸潤性差
焊接的浸潤性**主要表現為焊錫不擴展，焊錫的流動性差，焊錫沒有布滿整個焊盤而缺焊。浸潤性較差，帶來以下幾方面的不足：
⑴容易產生接合**;
⑵為提高浸潤性而對操作溫度要更高;
⑶為提高浸潤性而使用高活性的助焊劑，會導致焊點可靠性降低。
2.2 熔點高無鉛焊接*新技術
無鉛焊料普遍比Sn-Pb焊料的熔點高出30℃以上，由此會帶來：三星貼片機對于耐熱性較差的元器件容易造成熱損傷;容易導致平面基板彎曲變形。
2.3 金屬溶解速度快
金屬溶解速度過快會導致以下幾方面的問題。
⑴焊池中焊料由于溶銅、溶鉛容易受到污染;
⑵被焊的基體易溶入到焊料中(例如銅細絲的溶解斷裂);
⑶焊接時金屬間化合物生長過剩;
⑷溶焊、回流焊的焊池材料因為金屬溶解而被腐蝕，導致過早報廢。
3 推薦使用的幾種無鉛焊料
日本及歐盟給出了目前在幾種不同焊接工藝中可替代錫鉛焊料的*佳無鉛焊料，如表1所示。
3.1 Sn-Ag-Cu系無鉛焊接*新技術
在幾個候選合金系統中，Sn-Ag-Cu系是新一代代表性焊料，并正在世界范圍內推廣使用。這種合金具有優良的物理性能和高溫穩定性，因此也成為各種無鉛焊接工藝中的**候補焊料。以下為幾種推薦使用的Sn-Ag-Cu焊料配比。⑴ Sn96.5Ag3Cu0.5(日本，JEITA推薦);
⑵Sn95.5Ag3.8 Cu0.7(歐盟，IDEALS推薦);
⑶Sn95.5Ag3.9 Cu0.6 (Sn95.5Ag4.0Cu0.5 ，美國，
NEMI推薦)。有關無鉛Sn-Ag-Cu合金焊料，在國內就有14 個、美國約22個已授權的**[1]。
3.1.1 Sn-Ag-Cu優點
⑴由于合金中彌散分布有微細的Ag 3Sn和Cu6Sn5等金屬間化合物強化相，因此可實現優良的機械性能和高溫穩定性;
⑵溶化溫度區間(固相線和液相線的溫度差)窄;
⑶Sn-Ag-Cu焊料可以滿足各種形狀需要，包括焊條、焊絲、焊球等;
⑷與鍍Pb元器件兼容較好，由溶Pb引起的焊點剝離情況比其他無鉛焊料少。
3.1.2 Sn-Ag-Cu缺點
⑴熔點比Sn-Pb共晶合金高，這是制約這種無鉛焊料推廣應用的技術瓶頸;
⑵浸潤性比Sn-Pb焊料差。對于雙面基板的組裝，需要采取措施提高通孔的浸潤性，如控制波峰焊參數，采用氮氣保護性氣氛等都相當有效 [2];
公安機關備案號：
