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PCB線路板生產(chǎn)商如何選擇無鉛焊料

發(fā)布時間:2021-10-06 21:20:05

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(rèn)的評選淮則:
    ◆無鉛焊料的無毒性(Nontoxic)
    ◆無鉛焊料的供應(yīng)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(rèn)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(rèn)為是取代Snb最合適的焊料。但亦有美國業(yè)者認(rèn)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(dǎo)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(fù)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(rèn)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(rèn)為用于波錫時合適。PCB生產(chǎn)商欲噴錫時,此合金應(yīng)為較合適的用料。 

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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(rèn)最佳的兼用無鉛焊料及最可能的通用標(biāo)準(zhǔn)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。
 

五、錫銀鉍另加其他金屬之四合金Sn/Ag/Bi/X

當(dāng)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(dāng)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(zhǔn),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。


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