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无铅焊料的选择与对策Choice of Lead-free Solder and its Countermeasure罗道军刘瑞槐*（中国赛宝实验室,广州，510610;*特尔佳电子有限公司,东莞523900）摘要本文通过大量的数据信息分析了各研究机构在无铅焊料方面的研究成果，在目前流行使用的无铅焊料的基础上，进一步研究并比较了其中的Sn-Cu系列与具有专利限制的SnAgCu系列焊料在消费类电子产品组装的波峰焊工艺中使用的可靠性，同时研究并比较Sn-Ag系列焊料与SnAgCu系列焊料在回流焊工艺使用的情况。
结果表明，Sn-Cu共晶焊料在消费类电子产品组装的波峰焊工艺中完全可以取代Sn-Ag-Cu系列焊料，同时满足使用要求；而同样技术成熟的Sn-Ag共晶焊料也完全可以取代SnAgCu系列焊料在回流焊工艺使用，焊点的可靠性与成本可以比美SnAgCu焊料，而且该二元合金在使用维护以及回收利用方面具有相当的优势。
因此，国内相关企业应大力推动使用无专利限制的SnAg与SnCu共晶焊料，以改变国外专利产品在电子制造领域的统治地位，使我国企业在无铅化电子制造的潮流中占有一席之地。
关键词：无铅焊料可靠性选择与对策SnAgCu SnAg SnCu 共晶焊料前言随着欧盟WEEE 与RoHS 的两个指令的实施日益临近以及国内电子产品污染防治办法的即将出台。
国内电子制造业与焊料制造业的全面无铅化将越来越紧迫，在面临技术和设备升级与制造成本的巨大压力的同时，还面临具有技术优势的国外材料制造商在专利技术的限制，使得无专利的国内制造商尤其是材料供应商损失巨大的市场机会。
其实，仔细研究无铅焊料的研究过程与技术细节，我们可以找到很好的突破口，即技术成熟以及可靠性数据丰富的二元共晶合金SnCu 与SnAg 分别在波峰焊工艺与回流焊工艺的使用方面与SnAgCu 焊料具有相当的竞争力，而在成本、维护以及回收再利用方面更是具有优势，并且不受专利使用的限制。
无铅BGA/有铅焊锡膏混装焊点的典型失效问题罗道军中国赛宝实验室广州 510610，luodj@摘要本文分析总结了无铅BGA与锡铅焊锡膏混合组装的焊点所容易发生的两大失效问题，首先是回流中热容不足引起的BGA焊球合金化差，从而导致的焊点强度下降问题；其次是锡铅焊锡膏回流过度后造成焊点中焊盘界面富磷层的生产，导致在该薄弱环节容易发生开裂失效的问题。
本文分析了这两大典型可靠性问题生产的原因、危害，并给出了相应的预防控制措施。
关键词：无铅BGA 混合组装富磷层引言随着电子制造的无铅化不断深入，无铅化所相关的焊料、元器件、助焊剂、设备、印制板、设计等等各个要素的转化涉及的技术问题也将逐步得到解决。
但是由于各要素的转化技术难度不一，实施的成本不同，更重要的是相关环保法规限制范围和实施时间的差异，再加上部分豁免的条款，导致了无铅化实施过程中各要素无铅化的进度不一致。
比如，工艺中已经使用无铅焊料与工艺参数了，但某些零部件还是有铅的；更多的情况是目前仍然使用锡铅焊料而采购的零部件已经无铅化，在许多消费电子中典型BGA封装的核心芯片已经无铅化，但是由于国内由于法规并没有马上禁止铅的使用，以及欧盟的RoHS也有多项的铅的豁免，使得目前大量的消费电子产品和高端通讯产品、特别是军用电子装备仍然使用锡铅焊料进行焊接组装的工艺。
预计这种无铅/有铅混合组装的工艺将仍然会持续相当长一段时期。
由于人们初期对这种混合组装工艺的可靠性缺乏足够的研究，导致相关质量与可靠性问题频频发生。
本文分析总结两类由无铅BGA与锡铅焊料混装所产生的典型问题及其原因，以期得到控制或预防这类问题的措施与方法。
1 无铅BGA合金化不足问题的产生对于使用焊锡膏进行贴装的焊接工艺，回流焊的工艺参数一般是针对所使用的焊锡膏进行回流为基础来优化定制的，同时考虑到PCB、元器件及其分布的影响等因素。
而对于回流焊接BGA类型的器件通常还需要回流焊时将其球形引脚熔化，并形成所谓的“二次坍塌”，这样才能够使焊点有充分的金属化以及器件本身有很好的自动校正效果，这样才能获得可靠的BGA焊点。
无铅焊点失效之铜扩散机理罗道军 邹雅冰（中国赛宝实验室 广州 510610 luodj@）摘 要本文通过对失效焊点界面的合金层的仔细分析和试验验证，发现了过渡回流以及镍镀层龟裂将使焊盘基材上镀层铜异常地长距离扩散到金属间化物中，导致金属间化物的与镀层之间的强度急速下降，使焊点在正常外力条件下都可能产生早期失效，这种失效机理正常情况难以发觉。
本文一并给出会控制这种早期失效的的相应对策。
关键词：焊点失效 铜扩散 失效机理前 言随着全新的无铅制造工艺的导入，以及电子产品的小型化发展，导致大量无铅电子产品的质量与可靠性问题产生，其中很大部分是由于无铅焊接工艺或材料造成的不可靠焊点引起的。
尤其当使用无铅的BGA器件以及高熔点的无铅焊料，且在小型电子产品如MP3与移动电话的主板的中通常必须使用ENIG（化学镍金可焊性涂层）的线路板进行组装时，技术难度明显增加，除了容易出现润湿不良、空洞集中、金属化不理想等典型缺陷外，还容易出现这样一种不容易诊断或发现的可靠性问题：外观润湿良好、金相切片结果显示焊点界面上形成了很好的金属间化物，但如果稍受外部的正常的应力作用，焊点就会出现开裂失效。
这种失效往往是在产品出厂后或使用的一段不长的时间内，制程中并不容易发现，这样就会给厂家带来很大的损失与品牌影响。
本文将对这种可靠性问题与解决方案进行深入的分析。
1 无铅焊点可靠性问题产生的背景目前无铅SMT组装工艺中，普遍使用锡银铜（SAC）系列的无铅焊料合金，这种合金与传统的锡铅共晶焊料相比，最显著的特点是SAC具有较高的熔点与明显下降的润湿性，这就要求在工艺中使用更高的焊接温度与焊接时间，也就必然导致PCB焊盘或元器件的引线脚上的金属镀层金属化熔解与扩散速度明显加快。
另外，对于小型化的电子产品的无铅主板，在SMT的加工过程中除了要保证PCB焊盘的可焊性以外，还需要有很好的表面平整度，这就必须大量使用ENIG处理的线路板。
ENIG的本身主要问题是容易出现黑焊盘、金镀层薄、镍扩散、表面污染或晶挛结构异常导致的可焊性不良。
无铅焊料的选取[摘要]在无铅化制造的潮流下，很大部分电子组装厂正在使用或试用无铅焊料，然而部分中小型和内陆电子组装厂，还对无铅焊接知之甚少，或者受资金和技术的限制，而无力跟进。
[关键词]无铅焊接无铅焊料SnPb SnAgCu SnAg近几十年来，全球电子电气工业呈现膨胀式发展，电子产品更新换代非常迅速。
人类在享受电子电气工业带来的方便和益处的同时也面临堆积如山的电子垃圾，世界各国处理报废电子电气产品的负担越来越重。
电子电气垃圾给全球生态环境造成的消极影响正越发严峻。
2003年2月13日，欧盟委员会颁布WEEE和RoHs两指令，其中RoHs指令规定，自2006年7月1日起，进入欧盟市场的电子电气产品禁用6类有害物质。
由此电子产业掀起了一股“绿色”风暴，电子电气产业也随之进入了“无铅制造时代”。
由于传统的焊料成份63Sn37Pb，在目前的电子装联行业，被广泛使用。
要实现无铅化制造，必然面临无铅焊料的选择，广泛的研究表明，没有一种无铅合金可以直接替换铅锡合金。
因此，人们花了很大力气研究和开发能够代替铅锡焊料的合金，面对纷繁的无铅焊料种类和成分，无铅焊料的选择主要考虑以下几个方面。
（1）金属的价格和金属的资源考虑，尽量选择低成本和全球供应充分的金属。
很多电子制造大厂表示，目前市场上无铅焊料供应充足，但要采购到在性能和价格方面都能满意的产品很难，无铅焊料价格平均高出有铅1倍以上。
在考虑价格时，不但要考虑单位重量的价格，也要考虑单位体积的价格。
例如，Sn96.5Ag3Cu0.5与Sn63Pb37之间在密度上的差别几乎达到20%。
因此，如果一公斤的Sn63Pb37 产生1,000瓶的锡膏，那么0.8公斤的Sn96.5Ag3Cu0.5也将产生同样1,000瓶锡膏。
从表1中可以看出，单位体积相对成本比单位重量相对成本普遍低20～40％。
另外，有些无铅焊料还受专利限制，增加了大约2~8%的合金成本。
早期的无铅焊料主要使用Sn96.5Ag3Cu0.5（SAC305）和Sn95.5Ag4Cu0.5（SAC405），这两种焊料由于含有比较贵重的银金属，又受专利保护，价格相对较高。
无铅焊接技术第一篇：无铅焊接技术无铅焊接技术无铅焊接技术无铅化已成为电子制造锡焊技术不可逆转的潮流。
一、铅的危害铅会对人体的中枢神经造成危害，1㎡的铅产品，只有0.05mg对人体有影响，如果人吃进铅，有10%不能排出，如果是从空气吸入人体，有30%不能排出，欧洲工业组织（WEEE）要求2006年7月1日全球电子产品实行无铅（即推出ROHS标准之一）无铅的规定要求产品的每一部份不论大小都不能超过0.1%含量的铅。
二、无铅焊料1、满足条件：①从电子焊接工艺出发，为了不破坏元器件的基本持性，所用铅焊料的熔点为183℃，否则将超过电子元器件的耐热温度（240℃）②其次从可焊性的观点出发，必须与电子元件及PCB板的镀层有良好的润湿性。
③具耐热疲劳性能。
2、分类：SN—Ag系列SN—Ag-Cu系列SN—AB系列三、有铅焊接与无铅焊接的工艺区别：1、无铅工艺“吃铜现像”会更历害。
由于铅焊料：SN含量增大，所以加剧了焊料与镀层（铜、镍、锌）等的反应（扩散现像）。
温度越高，反应越激烈。
2、无铅焊接，更容易出现以下二种不良现像。
①裂缝：冷却过快等原因造成的。
②哑光：冷却过慢等原因造成的。
3、无铅焊料表面张力比有铅要大4、无铅工艺要求PCB板可焊性要比有铅工艺要好，单面板与通孔板的共同问题是可焊性低，熔点高，润湿性差，表面张力大，焊接时容易发生桥接、拉尖。
5、无铅焊接更容易在产生锡珠现像。
控制此现象采用一些措施：①采用活性大的助焊剂②PCB板要求绿油对锡珠反应不敏感③提升预加热温度，加长预加热时间④设置适当炉温四、手焊无铅工艺用普通烙铁焊接的话，由于烙铁头“吃铜现象”严重，易腐蚀，笔者强烈建议使用无铅电焊台工作，或最起码应使用长寿命无铅烙铁头，由于温度越高“吃铜现象”越严重，所使用电焊台亦不可一味地提高温度。
更多详细分析及资料请查阅：电烙铁焊接技术手工浸焊工艺波峰焊操作工艺回流焊操作工艺SMT操作工艺第二篇：无铅技术系列文章七：无铅焊接的质量和可靠性无铅技术系列文章七：无铅焊接的质量和可靠性薛竞成撰写前言：传统的铅使用在焊料中带来很多的好处，良好的可靠性就是其中重要的一项。
无铅制程导入面临问题及解决方案史建卫1，王乐1,2，徐波1,2，梁永君11.日东电子科技（深圳）有限公司，广东，深圳，5181032.哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点试验室，黑龙江，哈尔滨 150001摘要：无铅化是国际电子整机业发展的必然趋势，无铅制程的导入给企业带来新的挑战与机遇。
本文针对无铅化电子组装带来的问题给出了相应的解决方案，其中包括无铅化生产实施步骤，物料与设备的选择，工艺的制定，有毒有害物质的检测，运行成本等。
关键词：无铅钎料，波峰焊，再流焊，浸焊，手工焊中图分类号：TN305.94 文献标识号：A 文章编号：1004-4507(2006)05-0046-10 Problem and Solution in Lead-free Electronics AssemblyShi Jianwei1, Wang Le1,2, Xu Bo1,2, Liang Yongjun11.Sun East Electronic Technology Company Lt.d, Shenzhen, 518103 China2.Harbin Institute of Technology, Harbin, 150001, ChinaAbstract: Lead-free is the trend of international electronics assembly, and lead-free process induces many new problems. This article gives solutions to problems including implement process, choice of equipments and materials and setup of parameters, along with inspection and test of productions for elements with toxin, cost of run as well.Key words: Lead-free Solder; Wave Soldering; Reflow Soldering; Dipping Soldering; Handing SolderingDocument Code: A Article ID: 1004-4507(2006)05-0046-101.引言实施无铅化电子组装，许多企业并不主动，而是在各种压力下才转为无铅化生产的。
2024年无铅焊料市场需求分析引言无铅焊料是一种低铅或不含铅的焊接材料，近年来逐渐替代传统的含铅焊料。
无铅焊料的广泛应用，主要受到环保法规和消费者对可持续发展的关注。
本文将对无铅焊料市场需求进行分析，并探讨其未来发展趋势。
市场规模分析1.1 市场概况随着环保和健康意识的增强，无铅焊料市场呈现出快速增长的趋势。
其中，电子行业是最主要的消费领域，占据市场份额的70%以上。
其他行业如汽车、航空航天、医疗设备等也逐渐采用无铅焊料。
1.2 市场规模根据相关统计数据，无铅焊料市场在过去几年保持着每年超过10%的增长率。
预计到2025年，市场规模将达到X亿美元。
市场需求分析2.1 环保法规推动各国政府对环境保护的重视程度日益提高，相应的法规也越来越严格。
无铅焊料因其无害环境的特性，逐渐被取代含铅焊料。
各行业企业为了符合法规的要求，积极采用无铅焊料，推动了市场需求的增长。
2.2 消费者意识改变消费者对产品的安全性和环保性的重视度不断提高，尤其是对电子产品的使用。
无铅焊料被认为是更环保、更安全的选择，因此消费者对无铅焊料的需求也在增加。
2.3 行业应用扩展除了电子行业，汽车、航空航天、医疗设备等行业的发展也推动了对无铅焊料的需求增长。
这些行业对产品性能和环保要求较高，无铅焊料在满足这些要求的同时，也有较好的焊接效果和耐久性，因此市场需求不断扩大。
市场竞争态势分析3.1 市场主要参与者目前无铅焊料市场竞争激烈，市场上主要的参与者包括公司A、公司B、公司C 等。
这些公司都在不断研发新型无铅焊料，提高产品的性能和质量，以占据市场份额。
3.2 市场份额分析根据市场调研数据显示，公司A在无铅焊料市场中占有较大的市场份额，为40%左右。
其次是公司B和公司C分别占据30%和20%左右的市场份额。
市场发展趋势4.1 技术创新随着科技的进步，新型无铅焊料不断涌现，以提高焊接效果和耐久性。
未来的市场发展趋势将更加注重技术创新，引领无铅焊料的发展方向。
无铅工艺的标准化进展 (续完)罗道军(工业和信息化部电子第五研究所中国赛宝实验室,广东 广州 510610)摘 要:无铅工艺是一个技术涉及面极广的制造过程,包涵设计、材料、设备、工艺与可靠性等技术。
因此,无铅工艺的标准化工作需要全行业众多和研究机构的共同努力。
工艺相关要素的标准化可以大大降低生产成本和社会成本,加速产品进入市场的时间,促进技术的交流和进步。
综述了国内外无铅工艺实施有关的原材料、元器件、P C B 、工艺以及可靠性方面的标准化进展情况。
并对无铅化的标准体系进行分析,对无铅化标准的发展情况进行了阐述。
关键词:无铅工艺;标准;电子材料中图分类号:T N 60 文献标识码:A 文章编号:1001-3474(2010)02-0068-05D e v e l o p m e n t o f L e a d -f r e e T e c h n o l o g y S t a n d a r a t i o nL U O D a o -j u n(C h i n a C e p r e i L a b o r a t o r y o f t h e 5t hE l e c t r o n i c s R e s e a r c h I n s t i t u t e o f M I I ,G u a n g z h o u 510610,C h i n a )A b s t r a c t :L e a d -f r e e t e c h n o l o g y i s a m a n u f a c t u r e p r o c e s s i m o l v e d m u l t i -p a r a m e t e r s ,i n c h d i n g d e -s i g n ,m a t e r i a l ,e q u i p m e n t ,p r o c e s s a n d r e l i a b i l i t y .S o t h e s t a n d a r z a t i o n o f l e a d -f r e e t e c h n o l o g y n e e d s t o b e d o n e b y t h e e f f o r t s o f m a n y e n t e r p r i s e s a n d i n s t i t u t e s i n i n d u s t r y .T h e s t a n d a r z a t i o n r e l a t i n g t o p r o c e s s f a c -t o r s c a n g r e a t l y r e d u c e t h e c o s t o f p r o d u c t i o n a n d s o c i e t y ,a d v a n c e t h e l a u n c h t i m e o f p r o d u c t t o t h e m a r -k e t ,i m p r o v e e x c h a n g e a n d p r o g r e s s o f t e c h n o l o g y .K e y w o r d s :L e a d -f r e e t e c h n o l o g y ;S t a n d a r z a t i o n ;E l e c r t o n i c m a t e r i a l D o c u m e n t C o d e :A A r t i c l e I D :1001-3474(2010)02-0068-05(上接2010年第1期第19页)4 配套中国R o H S 实施的无铅标准制定情况为了更好地配合中国R o H S 的实施,在原信息产业部成立“电子信息产品污染控制标准工作组”之初,就在工作组的领导下分别成立了“限量与检测”、“标识与认证”与“无铅焊接”等三个标准起草项目组。
无铅焊接技术的发展现状及未来发展趋势【摘要】电子产品生产中传统的焊接材料为锡铅合金，铅属于有毒重金属，对人体健康有害，我国在2003年做出了无铅化生产的相关规定，本文就无铅焊接技术的发展现状以及未来发展趋势来阐述无铅焊接的必然性和紧迫性。
【关键词】无铅焊接；助焊剂；焊接设备1.引言铅是一种多亲害性、对人体有毒的物质，主要损害人的神经系统、造血系统、消化系统，铅中毒也是引发白血病、肾病、心脏病、精神异常的重要因素之一。
铅毒不仅对水污染，而且对土壤、空气均可产生污染，一旦环境产生严重铅污染，其治理的难度很大、周期甚长、经费支出巨大。
电子制造业中大量使用的锡铅合金焊料（Sn/Pb）是污染人类生存环境的重要根源之一。
实现电子制造的全面无铅化，以减少环境污染，提升绿色制造竞争能力，以适应国内外市场对绿色电子产品的需求，是我国电子制造业以后势在必行的举措。
2.无铅焊接技术的发展现状目前，无铅焊料的成分并没有统一的标准，通常是以锡为主体，添加其他金属，近几年来有关无铅焊料的研究工作发展很迅速。
目前最常见的无铅焊料，主要是以Sn-Ag、Sn-Zn、Sn-Bi为基体，在其中添加适量的其他金属元素所组成的三元合金和多元合金。
现在市场上主要以锡/银/铜合金为主，取代锡/铅焊料的锡/银/铜合金，3种存在不同的配比形式：日本倾向于96.5%锡/3.0%银/0.5%铜，北美更倾向于95.5%锡/3.9%银/0.6%铜，倾向于95.EU5%锡/3.8%银/0.7%铜。
IPC 推荐的三种焊料合金是：96.5%锡/3.0%银/0.5%铜，95.5%锡/3.8%银/0.7%铜，95.5%锡/4.0%银/0.5%铜。
3.无铅焊接技术未来发展趋势无铅焊技术主要应用在电子元件组装领域，其存在的形态为焊条、焊丝、焊膏。
其应用范围主要在各种电子、电器产品，印制电路板（PCB）的组装。
影响无铅焊接技术的应用的因素很多。
要使无铅焊接技术得到广泛应用，还必须从电子组装焊接这个系统工程的角度来解析和研究。
