對于PCB生產(chǎn)商來講，無鉛焊料雖仍未在電路板行業(yè)大量使用，但各種專利配方商品之多，早已令人眼花瞭亂一頭霧水。且各種品牌莫不自我美言盡撿好的說，更是讓人有如丈二金剛不知如何是好?短時間內(nèi)想要從簡單的幾項實驗結(jié)果，去正確評估出各種大量產(chǎn)的長期可
靠度，令人不知如何是好!以下即為無鉛焊料的一些公認的評選淮則：
    ◆無鉛焊料的無毒性(Nontoxic)
    ◆無鉛焊料的供應無缺且價格合理(Available  and  Affordable)
    ◆無鉛焊料的塑性范圍要很窄 Narrow Plastic Range(指抗拉強度試驗)
    ◆無鉛焊料的沾錫性能 (Acceptable Wetting)
    ◆無鉛焊料的為可量產(chǎn)的物料(Material Manufacturable)
    ◆無鉛焊料的制造過程溫度不致太高而能被廣泛認同(Acceptable Processing Temperature)
    ◆無鉛焊料的焊點可靠度良好(Form Reliable Joints)
大致符合此等條件而可取代現(xiàn)行Sn63／Pb37之合金焊料者’過去幾年中較受PCB生產(chǎn)商重視的配方約有下列數(shù)類
  一、無鉛焊料的錫銀共融合金Sn96.5/Ag3.5
此兩相合金之熔點為221℃’早巳在陶瓷混合板業(yè)(Hybrid)使用多年，并最被美國NCMS，F(xiàn)ord，Motolora以及日本TI與德國研究者所看好，認為是取代Snb最合適的焊料。但亦有美國業(yè)者認為其熔焊過程(Ref1ow) 中時的沾錫性(Wetting)很差，難達品質(zhì)之盡善盡美。此乃
因其液態(tài)時表面張力過高，造成接觸角(Contact  Ang1e)過大，以致散錫性(Spreadin g)不足所致。但此料之導電性卻比Sn63／Pb37者增30％，比重也下12％o不過熱脹系數(shù)(CTE)卻又負面的高出2 0％。
二、無鉛焊料的錫銅共融合金Sn99.3/Cu0.7
    此兩相合金之熔點227℃’美國N O r t e 1認為在電話產(chǎn)品中其(氮氣環(huán)境之波焊)焊接品質(zhì)幾與Sn63／Pb37者不相上下。但若在一般空氣中進行錫膏熔焊時，不但沾錫性會變差，而且焊點還出現(xiàn)粗糙與織紋狀之不良外觀，更甚者其機械強度亦頗佳，幾乎名列各種無
鉛焊料之榜末。然而由於價格便宜且錫流中尚不易發(fā)生氧化’而且浮渣也不多’令美國N E M I認為用于波錫時合適。PCB生產(chǎn)商欲噴錫時，此合金應為較合適的用料。    甲
三、無鉛焊料的錫銀銅共熔合金Sn／Ag／Cu
    此最具主流三相合金之共熔溫度在217℃附近（Sn3.5 A g 0.9Cu)，不同重量比之近似配方者竟有七八種之多,漿態(tài)范圍均極狹窄，是目前PCB生產(chǎn)商公認最佳的兼用無鉛焊料及最可能的通用標準焊料。其中少量銅份所扮演的角色為：
(1)可減少銲點中外來銅份的繼續(xù)增加。
(2)可降低銲料的熔點。
(3)可改善沾錫性，加強焊點的耐久性以及上期耐熱疲勞性。
 

圖1、此為錫銀銅之錫膏利用水溶型強活性助焊所進行熔焊時其升溫曲線之一例。
    文獻中無鉛銲料的各種合金多達百餘種，無論在焊錫性與銲點強度以及價格上的比較而言’任何一種比起現(xiàn)行Sn63來，都不免遜色極多。從多方面條件的評估考量看來’錫銀銅三相共熔合金者’仍將是各種爛蘋果中稍好的一種’目前已成為歐美曰三方面最關(guān)注的寵
兒’下圖2即為五種無鉛銲料分別在五種無鉛可銲處理表面上就【散錫性】的比較
 
 

圖2．此為五種無鉛銲料與現(xiàn)行SnPb，針對五種無鉛表面處理’分別進行“散錫性”試驗(Spreadin g：指散錫面積對印膏面積的比值而言)所得的結(jié)果。但從各方面仔細分析時，未來的表面處理將只有工蟬Sn與OSP最有希望成為板面的可焊處理。
四、錫銀銅再加其他金屬的四相共熔合金Sn／Ag／Cu／X
此處X表示In、Bi或Sb，以后二者用途居多

五、錫銀鉍另加其他金屬之四合金Sn／Ag／Bi／X

當此合金銲料中加入鉍后會使得熔點下降，并還有沾錫性改善的優(yōu)點，而且焊錫性也幾乎是所有無鉛銲料中之最佳者。不過容易發(fā)生“鉍裂”的麻煩。且NCMS還說含鉍者容易在波焊中發(fā)生“通孔環(huán)面填錫浮裂，但仍為日本業(yè)者所偏好。
大量PCB生產(chǎn)商當然要考慮銲料的成本’下表以S n 6 3／P b 3 7共熔銲料為基準，而比較出各種銲料之成本。且該表更附列有各種純金屬的單價，以鉛價為“1”而比較價差，以供PCB生產(chǎn)商參考。

山東芯演欣電子科技發(fā)展有限公司   聯(lián)系電話：18865375835