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无铅锡膏从工业应用角度来看应具备哪些基本要求?

2021-12-20

目前,无铅锡膏代用品还没有得到普遍认可的一套规范,从工业应用的角度,归纳了以下几种无铅锡膏的基本技术及应用要求:

(1)价格:很多厂家都要求无铅锡膏的价格不能超过厂苍37笔产,但是无铅代用品的成本都比厂苍37笔产高25%。当选用无焊条和焊丝时,金属成本是首要的因素;而制作焊膏时,由于工艺成本在整体生产成本中的比重相对较大,因此对金属的价格就比较不敏感了。

(2)熔点:根据生产商要求,普通低温无铅锡膏的固相温度为139℃,以满足电子设备的低温焊接温度要求;低温无铅锡膏最高液相温度取决于具体应用。

金锡锡膏等高温无铅锡膏的液相温度在280℃以上。

一般要根据所使用的无铅锡膏选择回流温度,可避免出现较高的再流焊温度是最理想的,由于这种方法可以将损坏部件的损坏程度减至最低,减少对特殊部件的需求,并可使笔颁叠的变色和产生翘曲的程度最小化,避免焊盘和导丝过度氧化。


典型无铅低温锡膏回流温度曲线

(3)高导电:这是电子连接中不带铅锡膏的基本要求。

(4)导热性好:为散发热能,无铅锡膏所形成的焊点必须具有快速传热能力。

(5)固-液共存温度范围:无铅锡膏中的非共晶合金在液相温度与固相温度之间的一定温度范围内凝固。许多冶金专家建议,这一范围应控制在10℃以内,以形成良好的焊点,并减少缺陷。若无铅锡膏合金的凝固温度范围较大,容易出现焊点开裂,导致设备过早损坏。

(6)低毒性:无铅锡膏的合金成分必须是无毒的,这一点要求无铅锡膏合金可以排除镉、铊和汞;有些则要求不能使用由有毒物质提炼的副产物,例如铋,因为它们主要来自从铅精炼的副产物。

7)有很好的润湿性:在现有设备和免清洗型助焊剂的情况下,无铅锡膏应该有足够的润湿。对于厂惭罢回流焊来说,由于回流焊炉的惰性处理费用较高,所以无铅锡膏合金更适合在空气中进行回流焊。然而,在半导体工业中,无铅锡膏焊接可靠性越来越高,在进行无铅锡膏回流工艺时,惰性气体保护是必不可少的。

(8)良好的物理性能(强度、拉伸、疲劳等):无铅锡膏合金必须能提供足够的机械强度和可靠性。并且在通孔装置上不会产生凸起的角焊缝(尤其是对于具有较大固液温度范围的合金)。

(9)生产的可重复性/熔点的一致性:电子装配过程是一个大规模制造过程,需要保持高的重复和一致性。当大量生产过程中,一些无铅锡膏的合金成分无法重复制造,或由于成分改变,它们的熔点在批量生产中发生较大变化,则无法加以考虑。

(10)焊点外观:无铅锡膏焊接点外观应接近锡/铅焊料,尽管这不是技术性要求,但这是接受和执行替代方案对无铅锡膏的实际需求。

(11)供应能力:首先要考虑无铅锡膏所用材料是否有足够的供应来源;从技术角度来看,铟是一种比较特殊的材料,但考虑到全球供应的能力,人们很快会把它完全排除在外。

(12)与铅相容性:由于短期内铅仍可能被用于某些元件接线盒或笔颁叠焊盘,因此无铅锡膏应与铅兼容。一些含铅合金的熔点很低,会使焊接强度大大下降。


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