所谓无铅烙铁焊接就是指焊接PCB线路板时所用的焊锡中不允许含有Pb，而目前常用的焊锡中Pb的含量高达40%。实现无Pb烙铁焊接的关键是要寻找一种能替代目前有铅焊锡的不含铅的无 Pb焊锡。有铅焊锡已使用上百年了,就是因为这种焊锡具有一系列优越的性能且价格便宜、储量充足 。
近20年来,全世界电子业界和相关科技界都倾注大量人力、物力去研究开发无Pb焊料。但是,由于这种新型电子材料的要求苛刻,因而进展并不理想。 目前,只能将相对性能较好的 Sn-Ag-Cu系合金作为 Sn-Pb合金的暂时替代品来使用。
Sn-Ag-Cu焊锡是目前无Pb烙铁焊接使用的主打品种。 Sn-Ag-Cu系合金常用SAC305-Sn-3.OAg- 0.5Cu、SAC405-Sn-4.OAg- 0. 5Cu。
SAC305、SAC405与63/37Sn-Pb焊锡相比,其致命缺陷如下:
①熔点高(SAC为220℃左右,Sn-Pb为183℃左右) ;
②润湿性差(SAC的润湿性相当于 Sn-Pb的70%左右) 。
无铅焊料熔点的提高带来的主要问题是缩小了工艺窗口,如图所示,即从Sn-Pb焊料时的57~67℃(A) 下降至23~33℃(B) ,从而使烙铁焊接操作温度的可变范围明显缩小。 这不仅给工艺带来困难,还容易因超温而危及基板及元器件的性能,再加上无错焊料的洞湿性不良,从而又增加了无铅烙铁焊接的难度 。
为适应无铅烙铁焊接的需要,当前的主要对策如下:
①对操作员工进行技术培训,先从理论上了解无铅烙铁焊接的特点,做好意识上的充分准备。
②采用PID控温的电烙铁,确保电烙铁温度的稳定、正确。
③选好焊锡丝。优选 Sn-Ag-Cu系焊锡丝,其中含 Ag量可以是1%,不一定要求3%~4%,焊锡丝直径能粗则粗, 必要时可选用 Sn-Ag-Cu-In-X系焊锡丝。
④练好操作技能。施焊时,给母材一定的预热时间(一般不大于3s) 再添加焊料。操作时要全神贯注,小心谨慎。