锡焊技术无铅化进程

    要实行锡焊技术无铅化是一个长期的过程，必须对锡焊技术基本原理有较深的理解和反复实践才有可能完成企业无铅化的进程。

无铅焊料与有铅焊料
   早在上世纪 80 年代，我国电子工业部在元器件引线可焊性的探讨中，就曾对使用锡基、铅基焊刺进行过非常激烈的争论，我国知名焊接专家也曾提出铅基焊料实用的可能性，当时主要是基于成本约考虑。我国冶金行业也提出制造低锡焊料以替代锡铅共晶焊料的方案，并在有些企业中有所应用，但是总体来说其性能指标仍达不到锡铅共晶焊料，因此 63/37 锡铅焊料在上世纪 80 年代逐步成为我国电子装联锡焊技术的主流焊料，尤其在彩色电视机的应用上（实际上共晶焊料的锡的重量比为 61.9 ％），一直沿用到上世纪 90 年代和现在。上世纪 90 年代后期由于众所周知的原因，铅对人类生存的影响，人们对锡基焊料进行了更多的研究和实践，提出了许多无铅焊料如锡 — 锌、锡 — 铋、锡 — 银 — 铜等经过许多大型电子工厂的实际使用，并在锡银共晶焊料（ 锡 —3.5 ％银） 在工业界长期使用的基础上逐步形成了以锡 — 银 — 铜系列为主的无铅焊料 （ 如锡 96.5 ％、银 3 ％、铜 0.5 ％） 。这一过程的完成将给电子制造业无铅化进程建立一个坚实的新基础。笔者认为，在这一过程中，实践将是检验和实施无铅化锡焊技术的唯一标准。

无铅锡焊技术对焊接设备的要求
    无铅焊料由于其熔点高于锡铅共晶焊料 40℃ 左右 , 因此必然对焊接设备提出许多新的要求，以下几点是必须解决的。 波峰焊设备锡锅熔蚀问题 这个问题，在使用锡铅共晶焊料时就已存在。国内在上世纪 70 年代自制波峰焊设备时就遇到这个问题，当时锡锅采用球墨铸铁和普通钢材，球墨铸铁较不易被熔锡熔蚀。后又采用不锈钢 （不锈铁较易熔蚀） 和钛合金（成本较高） 。但使用无铅焊料后熔蚀问题将变得更严重。因此对不锈钢的表面处理例如可采用不锈钢的离子氮化 （并加钛） 这应该是一个可行的较好途径。

无铅焊接设备对助焊剂的选择
    由于无铅焊料的可焊性较差，如何选择无铅助焊剂也是设备厂商必须重视的一个问题。未来无铅助焊剂的发展将采用非有机溶剂助焊剂 （这就必须提高预热温度）。但从目前来看，只有增加助焊剂中的活性含量，这样就会带来离子污染等问题。无铅锡焊面临的能源问题 由于熔融无铅焊料本身更易于氧化因此对波峰的形状电磁泵和无铅焊料的抗氧化进行研究以节约能源。 无铅锡焊技术对焊接工艺的要求 由于电子锡焊技术无铅化的过程是一个长期的过程，在相当一段时期将有无铅与有铅焊料或镀层共存，这将给搞工艺的技术人员带来麻烦。因此必须对焊料焊膏焊剂与母材 （印制板与元器件的表面镀层）有深刻的认识以制定相应的工艺，特别对于温度敏感区 （对元器件印制板镀层的熔融温度）要加以小心处理。因此工艺人员必须熟悉无铅和有铅焊料焊膏焊剂与母材镀层的基本性能，并进行大量实践，对无铅焊接温度曲线 （包括波峰焊温度曲线和再流焊温度曲线） 进行研究并建立通用标准，以便不断总结提高才能解决无铅化进程中的工艺问题。

焊膏
     从电子制造业的发展来看，再流焊工艺将成为主流 （特别对于手机等产品），因此焊膏的无铅化将是无铅化进程中的最大难点。由于无铅焊料可焊性较差，因此必须在焊膏中增加助焊剂含量。这样将带来焊膏的比重、粘度、触变系数、可焊性、残留物的种种变化。因此要制作一个好的无铅焊膏，必须对其理化特性和应用特性进行研究，目前特别要制作能适用于细间距、微小器件以及高速印刷的焊膏，这将是国内外许多焊膏厂正在进行的工作。

    我国表面贴装技术的发展方兴未艾，尤其是锡焊技术无铅化将使这一即古老又年轻的锡焊技术焕发青春，衷心希望广大表面贴装工程技术人员联合起来，不仅发挥国外专家作用，也发挥国内专家以及年轻技术人员的作用，我国锡焊技术无铅化的进程一定会早日实现。

< 返 回 >