无铅焊料特性及应用研究
无铅焊料研究报告综述
无铅焊料研究报告综述无铅焊料是一种对环境友好且高效的焊接材料。
本文将综述无铅焊料的研究报告，涵盖其背景、特性、应用和发展趋势。
总体而言，无铅焊料是一种有希望替代传统铅基焊料的焊接技术。
1.背景无铅焊料的研发是为了减少对环境的污染。
传统的铅基焊料含有大量的铅，当焊接过程中铅被释放到环境中时，对人体健康和环境造成了潜在的危害。
为了保护人类和环境的健康，全球范围内开始研发无铅焊料。
2.特性无铅焊料具有一系列优点。
首先，无铅焊料在高温下的性能比传统铅基焊料更好，可以在更高的温度下进行焊接，提高了焊接的质量和可靠性。
其次，无铅焊料不会产生有毒的铅蒸汽，避免了对工人和环境的污染。
此外，无铅焊料还具有较低的成本和更长的寿命，使其变得更加可行和具有竞争力。
3.应用无铅焊料广泛应用于电子产品的制造过程中。
例如，它可以用于手机、电脑、电视和其他电子设备的电路板的焊接。
无铅焊料还可用于汽车制造、航空航天、医疗器械和其他领域的焊接。
4.发展趋势无铅焊料的研究和应用仍在不断发展。
研究人员正在寻找更好的无铅焊料配方，以提高其性能和可靠性。
此外，随着全球对环境保护要求的提高，无铅焊料将会得到更广泛的应用。
目前，一些国家已经颁布了禁止使用铅基焊料的法律和法规，促使了无铅焊料的市场需求。
总结起来，无铅焊料是一种有希望替代传统铅基焊料的焊接技术。
它具有环境友好、高效和广泛应用的特点。
随着全球对环境保护意识的提高，无铅焊料的研究和应用将会得到更大的关注和发展。
无铅焊料的性能及作用
电子组装对无铅焊料的性能要求
• 1、无铅焊料的熔点要低：从前面的内容 知道，除Sn-Bi系及Sn-In合金外，所有的 无铅焊料的熔点温度都高于Sn63Pb37合 金的熔点温度，这将对工艺、设备、材 料等方面带来很大的不良影响，因此开 发出的无铅焊料，应当有较低的熔点温 度。
2、无铅焊料要有良好的润湿性；无铅焊料表面张力比 有铅焊料高，其扩散率比锡铅焊料低，不利于焊点的形 成，得到的焊点形状不圆润饱满，弯月面小，严重的还 会造成虚焊。润湿性差，这对锡膏印刷工艺的要求更高， 增加了工艺的难度。无铅焊料获得的焊点外观粗糙，表 面粗糙很难清洗干净，就会影响电性能。如果使用传统 的AOI进行检查，由于漫反射光无法正常识别。因此要 求无铅焊料要有良好的润湿性。一般情况下，再流焊时 焊料在液相线以上停留的时间为30-90秒，波峰焊时被焊 接组件管脚及线路板基板面与锡液波峰接触的时间为4 秒左右，使用无铅焊料以后，要保证在以上时间范围内 焊料能表现出良好的润湿性能，才能保证优质的焊接效 果。
Sn-Ag-Cu三元合金
• 在Sn-Ag合金里添加Cu，能够在维持SnAg合金良好性能的同时稍微降低熔点， 而且添加Cu以后，能够减少所焊材料中 铜的溶蚀，因此逐渐成为国际上标准的 无铅焊料。图5-12为Sn-Ag-Cu三元合金 状态图。锡银铜系焊料有着良好的物理 特性。
Sn-Bi系及Sn-In合金
•同时液固共存领域大，焊料易发生半月 面提升现象。另外Bi在焊接过程中会出现 枝装晶偏析。研究结果表明：在Sn-20Bi 为基体的合金,添加0.7%的Ag、0.1%的In 可以使Bi的偏析稍有改善,使Bi细小分散。 In虽然价格高，但是其自身的熔点为 156℃，可以用作低熔点焊料。该合金塑 性也非常好。含In合金的另一个特征是具 有抑制Ag或Au溶蚀的优点。在需要更低 熔点的情况下使用。
无铅焊料合金与焊剂
无铅焊料合金与焊剂
一、无铅焊料合金
1、关于无铅焊料合金的定义
无铅焊料合金是一种金属焊料，其中没有含铅元素，而是由其他各种
金属元素组成，它既可以用于电阻焊，也可以用于氩弧焊和填充焊。
据统计，无铅焊料合金的焊接工艺技术和材料都有很大的进步，它可以满足工
业用户的需求，可靠性高、焊接性能好，广泛应用于电子、计算机、家电
等行业。
2、无铅焊料合金的特点
（1）无铅合金由镍、钴、铜、锡等元素组成，拥有优异的焊接性能，焊后强度高，塑性优良，成果非常稳定可靠。
（2）无铅合金熔化点适中，在焊缝表面形成一层厚厚的焊渣保护，
能够有效抵抗高温和低温的老化，也可以有效的防止电火花的生成，确保
焊接的质量。
（3）无铅合金焊料熔接时发出的烟雾少，烟味清淡，不污染环境，
远离危害。
3、无铅焊料合金的应用
无铅焊料合金主要应用于电子、机械制造等行业，主要用于制造电子
元器件、汽车零部件和机械部件。
它主要用于锻造、汽车部件的组装、汽
车零部件的维修，以及汽车悬架的重修。
它还可以用于制造食品、饮料和
医药行业的液体容器，还可以用于制造钢结构件。
二、无铅焊剂。
无铅焊料研究报告综述
无铅焊料研究报告综述无铅焊料是一种替代传统有害铅族元素的焊接材料。
由于铅的毒性和环境污染问题，无铅焊料的研究和应用已经成为焊接领域的一个热门话题。
本综述将对无铅焊料的研究现状进行概述，并讨论其应用前景。
一、研究背景无铅焊料的研究起源于对铅的环境和健康问题的关注。
传统的铅焊料在焊接过程中会释放出有害物质，对人体健康和环境造成潜在风险。
随着环境保护意识的提高，研究人员开始寻找无铅的替代品，以减少对环境和人体的伤害。
二、无铅焊料类型目前，无铅焊料的研究主要集中在两个方面：无铅钎料和无铅焊丝。
无铅钎料是一种用于电子元器件和微电子封装的焊接材料，其主要成分是镍，银和锡等无铅合金。
无铅焊丝则适用于半导体和电子组件的焊接，广泛用于电子设备制造和汽车行业。
三、无铅焊料的特点与传统的铅焊料相比，无铅焊料具有以下几个显著的特点：1.环保：无铅焊料不会释放有害的铅元素，对环境和人体健康无毒害性，符合环保要求。
2.可靠性：无铅焊料能满足组件焊接的可靠性要求，其焊缝强度和抗热冲击性能优于传统铅焊料。
3.经济性：由于铅焊料的成本逐渐增加，无铅焊料因其可再生性而具有更低的成本。
四、无铅焊料的研究进展在无铅焊料的研究中，研究人员主要关注材料的性能和工艺优化。
针对无铅钎料，目前的研究主要集中在改善焊缝强度和抗热冲击性能，提高焊接质量。
而对于无铅焊丝，研究人员主要致力于提高其润湿性和可焊性，以满足高要求的焊接工艺。
五、无铅焊料的应用前景随着环保意识的提高和环境保护法规的加强，无铅焊料将逐渐取代传统铅焊料成为焊接领域的主流材料。
虽然无铅焊料在性能和工艺上仍存在一些挑战，但其广泛应用的前景是十分乐观的。
尤其是在电子设备制造、汽车行业和航空航天等高端领域，无铅焊料将成为必备的焊接材料。
六、总结无铅焊料的研究和应用是一个具有重要意义的课题。
其环保性和可靠性使得无铅焊料成为未来焊接材料的重要发展方向。
然而，目前研究仍面临一些挑战，如材料性能和工艺优化等。
无铅焊料简介范文
无铅焊料简介范文无铅焊料，即不含铅的焊接材料，是一种对环境友好且安全可靠的新型焊接材料。
在传统的焊接工艺中，铅是常用的焊料成分之一，但由于铅是一种有害物质，对人体和环境都带来严重的健康风险，所以无铅焊料的使用逐渐得到重视和推广。
无铅焊料的主要成分是锑、铋和铜等，它们可以完全替代铅的功能，在使用过程中既能保证焊接的质量，又能有效减少对环境和人体的危害。
无铅焊料广泛应用于电子、电工、通信、航空航天等领域的焊接工艺中。
无铅焊料具有以下几个特点：1.环保性：无铅焊料不含有害物质铅，不会污染土壤和水源，减少大气中有害物质的排放，有助于保护环境。
2.安全性：无铅焊料不含铅，无论是对焊工的健康还是对最终产品的安全性来说，都更为可靠和安全。
3.焊接效果好：无铅焊料采用了新型的合金配比，能够提高焊接的可靠性和稳定性，焊缝质量更高。
4.工艺性好：无铅焊料具有与传统焊料相似的焊接工艺性，焊接过程稳定，容易控制，降低了操作的难度。
5.成本适中：虽然无铅焊料相对传统铅焊料略贵，但由于其更高的可靠性和环保性，以及对人体健康的保护作用，其使用成本是可以接受的。
对于国内无铅焊料的发展来说，还存在一些问题和挑战。
首先，无铅焊料的研发和生产工艺相对复杂，需要投入大量的人力、物力和财力。
其次，目前国内的焊接工艺和设备多数都是针对铅焊料的，对无铅焊料的适应性和可行性还需要进一步的验证和改进。
此外，无铅焊料的市场推广和宣传也需要加大力度，让更多的用户了解并接受无铅焊料的优点和价值。
总之，无铅焊料作为一种新型的焊接材料，具有环保、安全、可靠等特点，是未来焊接领域的发展方向。
然而，在推广和应用无铅焊料的过程中，还需要加大技术研发力度，改进焊接工艺和设备，加强市场推广和宣传，以推动无铅焊料在国内焊接行业的广泛应用。
无铅钎料的开发与应用技术研究
无铅钎料的开发与应用技术研究一、引言随着环保意识的普及和环保法规的越来越严格，对于环境友好型制造业的需求越来越强烈。
无铅钎料作为一种环保型的焊接材料，在电子、机械、建筑等领域得到了广泛的应用。
本文主要介绍无铅钎料的开发与应用技术研究。
二、无铅钎料的研发历史与技术1. 无铅钎料的发展历史无铅钎料的发展源于对环境保护的要求。
早在上世纪80年代，就有一些发达国家开始规定生产电子元件使用的钎料必须去掉含铅成分。
随着限制的加强，无铅钎料的研发和应用逐渐成为了焊接材料领域的一个热点问题。
2. 无铅钎料的技术特点①低温熔点：无铅钎料的熔点比含铅钎料低30℃左右，这有利于减少焊接温度，从而减少对元器件和电路板的损害。
②流动性好：无铅钎料的流动性好，初次布料比例好控制，这既有利于提高生产成品率，又能减少材料损耗。
③可焊性良好：无铅钎料的可焊性与含铅钎料相当，同时无铅钎料的黏合强度和疲劳寿命也较高。
④低氧化率：无铅钎料的氧化率较低，有利于减少焊接温度，提高焊接质量以及延长焊接炉的使用寿命。
三、无铅钎料的种类与应用1. 无铅钎料的种类无铅钎料的种类比较多，根据其成分分为Sn-Ag-Cu系列、Sn-Cu系列等。
其中，Sn-Ag-Cu系列占据了无铅钎料市场的主流，Sn-Cu系列则由于成本较低，被广泛运用于广告物制造、舞台工程、灯光、家电等。
2. 无铅钎料的应用无铅钎料主要应用于电子、机械、建筑等领域。
其中，①电子领域：无铅钎料被广泛应用于电子产品的生产，如计算机、手机、平板电脑等。
②机械领域：无铅钎料的应用也较为广泛，如汽车、铁路、电力行业等。
③建筑领域：无铅钎料在铜制品、铜管、空调、水暖等产品中也被广泛使用。
例如，家用冷热水管道连接及安装。
四、无铅钎料的未来发展趋势无铅钎料的发展仍然是技术创新的中心。
未来，无铅钎料的发展趋势主要是从以下几个方面进行：1. 合金新材料的研发：目前，工业界正在研制Sn-Ag-Cu体系的镉类替代者，如 In/Sn Ag/Sn系列。
无铅焊料及相应工艺
03
无铅焊料的工艺流程
焊前准备
清洁
01
确保焊料和焊接表面的清洁，去除油渍、氧化层和其他杂质，
以提高焊接质量。
预热
02
对焊接表面进行预热，以降低焊料的凝固点和提高焊接速度。
选择焊料
03
根据具体应用需求选择合适的无铅焊料，确保其具有良好的流
动性和润湿性。
焊接过程
熔融焊料
将焊料加热至熔融状态，使其具有良好的流动性。
04
无铅焊料的发展趋势和 挑战
技术发展趋势
高可靠性
无铅焊料需要具备更高的可靠性和耐久性，以满足电子产品不断升 级的性能要求。
高导热性
随着电子设备高功率化的发展，无铅焊料需要具备更高的导热性能， 以降低热阻和散热不良的风险。
小型化
随着电子设备小型化的发展，无铅焊料需要具备更小的体积和更精细 的微结构，以满足焊接细小部件的需求。
机械特性
硬度与强度
无铅焊料的硬度与强度较高，能 够提供更好的机械保护和支撑作
用。
疲劳性能
无铅焊料的疲劳性能优于传统锡铅 焊料，能够更好地承受循环载荷和 振动。
延展性与韧性
无铅焊料的延展性和韧性较好，能 够更好地吸收和分散应力，减少焊 接点的断裂风险。
02
无铅焊料的应用领域
电子工业
电子元件连接
波峰焊接
无铅焊料及相应工艺
contents
目录
• 无铅焊料的特性 • 无铅焊料的应用领域 • 无铅焊料的工艺流程 • 无铅焊料的发展趋势和挑战
01
无铅焊料的特性
物理特性
01
02
03
熔点范围
无铅焊料的熔点范围通常 比传统锡铅焊料高，一般 在200-300℃之间。
低银无铅焊料性能与可靠性研究进展
低银无铅焊料性能与可靠性研究进展低银无铅焊料是一种新型的焊接材料，用于电子器件的制造。
与传统的含铅焊料相比，低银无铅焊料具有环保性能更好的特点。
随着环保法规的加强和环保意识的增强，低银无铅焊料在电子行业中的应用越来越广泛。
本文将就低银无铅焊料的性能和可靠性进行研究进展的介绍。
首先，低银无铅焊料的性能方面。
低银无铅焊料主要由银、铜、锡等金属组成，其主要特点是焊接温度低，熔点低，流动性好。
与传统的含铅焊料相比，低银无铅焊料的熔点通常在200-250摄氏度之间，而含铅焊料的熔点通常在300-350摄氏度之间。
这极大地降低了焊接温度，减少了对焊接元件的热影响。
其次，低银无铅焊料的可靠性方面。
低银无铅焊料在焊接过程中容易形成均匀的焊点，焊接强度高，焊缝致密。
传统的含铅焊料在高温下容易生成金属酥化物，这些酥化物对焊接点的稳定性有很大影响。
而低银无铅焊料在焊接过程中不易生成酥化物，焊接点的可靠性更高。
此外，低银无铅焊料还可提供更好的电子化学性能，抗氧化性能更强。
然而，低银无铅焊料也存在着一些问题。
低银无铅焊料的成本较高，价格昂贵。
尽管随着生产技术的改善，低银无铅焊料的价格有所下降，但与传统的含铅焊料相比，仍然较贵。
此外，由于低银无铅焊料的熔点较低，其焊接温度和焊接时间需要精确控制，过高的温度和过长的时间会导致焊接点的氧化和烧损，从而影响焊接质量。
为了解决这些问题，研究人员一直致力于提高低银无铅焊料的性能和可靠性。
首先，研究人员通过合理设计焊料配方和工艺参数，提高了低银无铅焊料的焊接强度和焊接质量。
其次，在研究材料的基础上，研究人员还开展了焊接工艺的改进和优化。
例如，采用较低的焊接温度和较短的焊接时间，以减少焊接热量的影响。
此外，还可以采用辅助工艺或使用助焊剂来提高焊接质量。
综上所述，低银无铅焊料具有较好的性能和可靠性。
虽然其成本较高，但随着技术的进步和价格的下降，其在电子器件制造领域的应用将越来越广泛。
未来，研究人员还将继续努力提高低银无铅焊料的性能，降低成本，以满足不断增长的环保需求和电子行业的发展。
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3.关于无铅焊锡要求 .专利权 .合适的熔接温度 ＜260℃的PCB回焊、波焊温度 .良好的润湿性 .氮气可以不使用 .加工性 锡丝制造等 .适当之Creep .适当焊接强度 .良好的耐热性 .焊接性能 空洞、桥连 .环保 不破坏环境、毒性 .价格低廉 价格=Sn/Pb
3.无铅焊锡之进程 1.从纯锡到Sn/Ag/Cu 2.各种无铅焊锡之优缺点 3.无铅焊锡Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5与Sn63/Pb37共晶焊锡特性比较 4.温度与热 5.无铅化焊锡选择 6.结论
但是从经济方面考虑，则予以用在波峰焊接中，因为其润湿性和纯锡相 近，不是很好，故较难期待能有效通过“导通孔”，而仅适用于单面板。
粗大的Cu6Sn5结晶形成于焊锡内，也是机械性能劣化的主要原因，促使 Cu6Sn5结晶的细化，可加入Ag、Ni。Au等第三元素。
高温置放，结晶体也不会粗化，故Sn/Ag耐热性特优。 .Ag含量增加， Ag3Sn颗粒粗化且分散于β-Sn中，成为微细的网状结构 .但当Ag＞4%时，机械性能开始劣化， Ag3Sn结晶粗化成＞10μm，此尺寸
约等于龟裂大小。因此，性能度较高的合金组织，因避免结晶粗化成 ＞10μm。
（1）Bi的添加
（4）Zn的添加
在Sn/Ag无铅系统中，Zn的加入可以使结晶颗粒微细化，增加强度与 Creep特性，另一方面此合金表面容易形成氧化膜，促使润湿性降低， 焊接难度增加。
2.2.2Sn/Bi合金系统的组织与性质
依据相图判断，Bi ＜2%时虽应该不会产生共晶组织，但是，Bi极易在 Sn中产生“偏析”。Bi即使是在低浓度的环境中，也容易出现共晶组 织。此即固、液相线温差，在焊料冷却时会产生“凝固偏析”现象。 在80℃时是十分安定的合金组织，超过140℃，Bi即形成极端粗化，变 脆，这是因为于139℃共晶反应，这很难从相图直接了解原因。
Sn/Ag/Cu/Sb
2.降温
2.各种焊锡之优缺点
2.2பைடு நூலகம்铅焊锡组织与机械特性
2.2.1 Sn/Ag合金系统的组织与性质。
.Sn/Ag合金因为有微细组织，所以机械性特佳，而焊接性也佳 .Sn/Ag3.5为此系列之共晶合金.此合金具有1μm以下的 Ag3Sn，扩散于β-Sn，
成为强化合金，而Ag是无法完全熔入Sn中。 . Ag3Sn是稳定化合物，因为Ag是无法完全熔入Sn中，一旦形成Ag3Sn，于
.有毒性重金属 .危害环境，也危害人类 .血液中含有25mg/dl引起中毒
2.无铅焊锡与纯锡比较 1.无铅焊锡之定义 1.1铅含量≦1000PPM（0.1%）依据SONY SS00259 1.2纯锡 A级99.8%以上 1.3纯锡 A级99.9%以上 成本？
2.无法用纯锡代替无铅焊锡原因 2.1熔点较高 2.2润湿性较差 2.3Tin pest β锡（13.2℃）-α锡（1℃） 2.4Whisker
Sn/Zn合金与Sn/Pb合金的熔点最接近，机械特性最佳且具有经济价值。 是无铅化最值得期待的合金。Sn与Zn几乎不互熔，会呈分离现象。Zn 成较大的板状结晶，不像Bi脆，所以机械特性不会极端劣化
Sn/Zn合金系统在空气中极易氧化，故润湿性不佳
Sn/Zn合金系统和Cu的界面组织，与其他的合金系统截然不同。在形成 Cu-Zn化合物的界面，要特别注意高温的安定性，此为与其他界面化 合物的不同。
一.无铅焊锡简介
1.铅之利于弊 2.无铅焊锡与纯锡比较 3.无铅焊锡之进程 4.微量元素
----Bi、Ni、Cu、Ag之影响与目的 5.无铅焊锡之特性简介 6.关于无铅制程氮气中焊接
1.铅之利于弊 利
.与锡混合降低熔点 .与锡混合提供连续性的熔点范围 .降低锡与锡合金间的表面张力，提高流动性 .氧化速度较锡低 .甚至极少量可避免α-Sn形成 .价格低廉 .软钎料中运用广泛 弊
（2）In的添加
可期待熔点降低，其添加量与熔点关系如下
In的添加为6%时，熔点降低10℃。另外，强度虽可增加，但延伸率却几 乎没有什么变化。3%时，Creep特性最佳。
In属稀少金属，但因物性佳，不失为无铅焊锡的“过渡合金”选择
（3）Cu的添加
Sn/Ag/Cu是目前最标准的无铅焊锡
下表则是国外不同的单位用不同的方式测出不同Sn/Ag/Cu成分之共晶焊 锡
此合金系统另一个问题点是：Bi的析出是较为粗大，因为Bi较脆，析出 粗大的IMC也具有同等性质，故延展性降低。微量的Bi 于Sn/Ag合金系 统添加，强度可以增加，但若量多则会引发负作用。 为增强此合金系统的延展性，Sn-58Bi共晶组成可添加1%的Ag。
2.2.3 Sn/Zn合金系统的组织与性质
1.从纯锡到Sn/Ag/Cu
Sn100%
Sn96.5/Ag3.5 润湿性差，波焊性差，但有长时间使用经验
Sn99.3/Cu0.7 润湿性差，机械性差，表面凹凸但廉价
Sn/Ag/Cu
加Ag于Sn/Cu：1.降低Cu熔解速度
2.增加润湿性
3.增加抗热疲劳
Sn/Ag/Cu/Bi或 加Bi或Sb于Sn/Ag/Cu：1.增加润湿性
.多少会对Ag3Sn的结晶形态发生变化，Bi会在共晶部分产生偏析，且 Ag3Sn结晶会有粗化倾向，故熔点随之改变。
.Bi的含量增加，虽可期待提高润湿力，但仍需充分考虑机械性质和信耐 度的考虑
一般依据机械疲劳、热疲劳的条件，因为Bi的增加会产生反效果。特别 是在Sn/Pb表面处理过的界面产生影响。当Bi＞6%时，特别明显。
由相图o点（Bi=10%）冷却，遇液相线A点，判断A点析出固相组成为B 点所示成分，Bi浓度比初期O点甚低，相对此时，溶液中Bi浓度较高。 连续的固液相变化，液相中Bi的浓度越来越高最后达到共晶组成。从 实际经验，即使是Bi=2%合金，在冷却阶段，遇139℃即产生共晶反应， 此为引发”龟裂”的最大原因。
放于高温保持，Cu-Zn界面化合物层会被打开，Sn往铜中扩散，形成SnCu化合物层。如是混乱的界面构造，导致强度劣化，对于此现象，可 于Cu侧施于Ni/Pd/Au、 Ni/Au等镀层。
2.2.4 Sn/Cu合金系统的组织与性质
Sn/Cu合金的共晶组成为：Sn/0.75Cu，熔点227℃，因为熔点较高，所 以在回流焊时温度会超过250℃，较难使用。