7.5 无铅焊接 课件(共18张PPT)-《电子元器件识别检测与焊接（第2版）)》同步教学（电子工业版）

(课件网) 第7章 手工焊接技术 7.1 焊接前的准备工作 7.2元器件在PCB上的插装 7.3 焊接工具及材料 7.4 手工焊接操作规范 7.5 无铅焊接 7.5 无铅焊接 7.5.1 铅的危害及“铅禁”的提出 1．铅的危害与铅污染 铅是一种对神经系统有害的重金属元素，在人体内易于积累，由于铅是多亲和性毒物，主要损害神经系统、造血系统、心血管及消化系统，是引发多种重症疾病的因素。并且，铅对水、土壤和空气都能产生污染，人体吸收过量会导致铅中毒，少量吸收也会影响人的认识能力，甚至损伤人的神经系统。与成人相比，儿童更容易受到铅威胁，当儿童体内铅含量超过100μg/L时，脑发育就会受到不良影响。 铅对地球的污染问题日趋严重，主要是由于大量含铅的电子产品均无回收约束机制。以美国为例，每年随着电子产品丢弃的PCB约1亿块，若按每块含Sn-Pb焊料10g，其中铅含量为40%计算，则每年随PCB丢弃的铅量即为近400吨。 2．“铅禁”的提出 我国相关政府部门积极应对欧盟RoHS指令，并于2005年1月公布了中国版RoHS指令———《电子信息产品污染控制管理办法》，这是中国首部防治电子产品污染环境的法规。 中国版RoHS与欧盟版RoHS内容大体相同，其不同之处在于所限制的设备种类要少一些。中国版RoHS于2007年3月1日起实行。随着国内行业标准的提升与RoHS规范的实施，国内电子产品厂商已经将无铅生产提上了议事日程，逐步推出采用无铅制程的电子产品。 7.5.2 无铅焊料的定义 无铅焊料的推广涉及方方面面，包括元器件行业、PCB行业、助焊剂行业、焊料行业和设备行业。即元器件引脚以及内部连接也要采用无铅焊料和无铅镀层；PCB基材应适合更高的温度，焊盘表面涂覆层也应适应高温焊接；助焊剂在高温情况下不应变色；焊接设备中机械材料、传动、控制系统也应适应在较高温场合下使用等。 1．无铅焊料应具备的条件 Sn-Pb合金具有优良的焊接工艺、优良的导电性、适中的熔点等综合性能。一个可以取代目前通用的Sn-Pb合金的无铅焊料通常应满足以下条件。 （1）无公害，无毒或毒性很低；某些金属如Cd、Te等因有毒而不列入考虑范围。 （2）熔点应与Sn-Pb焊料相接近，要能在现有的加工设备上和现有的工艺条件下操作； （3）机械强度和耐热疲劳性能要与Sn-Pb合金相当。 （4）焊料熔化后应对许多材料（目前在电子行业中已经使用的）有很好的润湿性，形成优良的焊点，如Cu、Ag-Pd、Au、Ni、42号合金以及焊盘保护涂层OSP等。 （5）可接受的市场价格；价格应接近Sn-Pb焊料或不应超过太多。 （6）储量丰富，应有充足的原料来源以满足越来越多的电子产品制造需求；某些元素，如In和Bi储量较小，因此只能作为无铅焊料的添加成分。 （7）可以和现有元件基板/引线及PCB材料在金属学性能上兼容。 （8）合适的物理性能（如电导率、热导率、热膨胀系数），足够的力学性能（剪切强度、蠕变抗力、等温疲劳抗力、热机疲劳抗力、金属学组织的稳定性）和良好的润湿性。 （9）可容易地制成条、丝、膏等；不是所有的合金都能够被加工成所有形式，如铋（Bi）的含量增加将导致合金变脆而不能拉拔成丝状。 2．几种实用的无铅焊料 目前常用的无铅焊料主要是以Sn-Ag、Sn-Zn、Sn-Bi为基体，添加适量其他金属元素组成三元合金和多元合金。 （1）Sn-Ag系焊料。Sn-Ag合金是人们很早就已熟悉的高温焊料，它具有较好的焊接性能，早期就开始用在厚膜技术中，但由于焊接温度高，故未能广泛应用。Sn-Ag合金的熔化温度是221℃。它具有优良的机械性能、拉伸强度及蠕变特性。缺点：熔点偏高，比Sn-Pb焊料高30～40℃，润湿性差，成本高。 （2）Sn-Ag-Cu系焊料。通过对Sn-3.5Ag的改进性研究，发现通过添加少量或微量的Cu、Bi、In等元素，可以降 ... ...