PCB无铅替代物的要求

铅是一种有毒的重金属，人体过量吸收铅会引起中毒，摄入低量的铅则可能对人的智力、神经系统和生殖系统造成影响，全球电子装联行业每年要消耗大约60000吨左右的焊料，而且还在逐年增加，由此形成的含铅盐的工业渣滓严重污染环境，因此减少铅的使用已成为全世界关注的焦点。

无铅替代物的要求：

1、低毒性：合金成份必须无毒。

2、导电性。

3、导热性好。

4、溶点：大多数厂家要求固相温度最小为150℃，以满足电子设备的工作要求。液相温度则视具体应用而定。

波峰焊用焊条：为成功实现波峰焊，液相温度应低于265℃。

手工焊用焊锡丝：液相温度应低于烙铁工作温度345℃。

焊膏：液相温度应低于250℃。

5、良好的物理特性（强度、拉伸、疲痨）：合金必须能够提供Sn63/Pb37所能达到的强度和可靠性，而且不会在通过器件上出现突起的角焊缝。

6、较小的固液共存范围：大多专家建议此温度范围控制在10℃之内，以便形成良好的焊点，如果合金凝固范围太宽，则有可能发生焊点开裂，使电子产品过早损坏。

7、具有良好的润湿性。

8、焊点外观：焊点外观应与锡/铅焊料的外观应接近。

9、生产的可重复性，焊点的一致性：由于电子装配工艺是一种大批量制造工艺，要求其重复性和一致性要保持较高的水平，如果某些合金成份不能在大批量条件下重复制造，或者其熔点在批量生产时由于成份的改变而发生较大的变化，便不能予以考虑。

10、与铅的兼容性：由于短期内不会立刻全面转型为无铅系统，所以铅可能仍会用于PCB焊盘和元件的端子上，焊料中如掺如钻，可能会使焊料合金的熔点降的很低，强度大大降低。

目前常用的几种无铅替代物：

1、在焊膏中应用的合金：96、5Sn/3、5Ag熔点为221℃95、5Sn/4、0Ag/0、5Cu熔点为217℃

2、在波峰焊和手工焊中应用的合金焊料：99、3Sa/0、7Cu熔点为227℃

（就材料而言，几种新型的焊膏已投放市场，但不能替代现有的铅锡焊料，它们都需要做相应的工艺调整，新型焊膏相对于传统焊膏的主要区别是熔点相对较高，常用无铅焊膏的熔点通常在217℃-225℃）

回流焊的温度曲线：

1、较高的熔点急剧缩小了工艺窗口，铅锡焊料的熔点是183℃，其完全液化的温度为205℃-215℃，而印刷电路板的极限温度为230℃-240℃，现存的工艺余量为15℃-35℃；常用的无铅焊料的熔点是217℃-220℃，其完全液化温度为225℃-235℃，由于PCB板的板限温度没有改变，工艺余量就缩小到5℃-15℃，如果狭窄的工艺余量要求回流焊炉现具有很高的重复精度，以及具有严密的电路板表示温差。

2、液化时间加长：传统的有铅焊膏的液化时间为40s-60s；无铅焊膏的液化时间一般为60s-90s。如果保证液化时间以及液化温度就必然会有很高的峰值温度大概260℃，这必然会对PCB板和元件造成热冲击甚至损坏。

解决方法：

①熔锡之前助焊剂的预热温度不变；

②各独立温度尺寸减小，同时增加加热区数量，便于工艺调整；

③使用2个以上加热温区做焊接温区；

④相同生产能力情况不尽量缩短加热区的总体尺寸，以减小氧化；

⑤设计新型的中间支撑装置，减小由于中间支撑装置而带来的分布偏差变大的问题。

⑥推荐使用氮气保护工艺（非必要）；

11、价格：许多厂商都要求价格不能高于63Sn/37Pn,但目前，无铅替代物的成品都比63Sn/37Pb高35%。

12、供货能力。