文档介绍：全国白银订货会暨稀贵金属交易会资料
无铅焊料对白银需求的影响
第1章为什么要无铅
无铅的原因
(1)生产及使用过程中危害人体健康,元素毒性对人类健康的影响。
(2)焊接废弃物(电子产品)对环境有着极大的污染。地下水铅的污染更引起人们的关注。
(3) 技术壁垒。
(4) 市场竞争力。
第1章为什么要无铅
铅在各种产品中的使用量
产品蓄电池氧化物(用于油画、玻璃和陶瓷、颜料和化学品)
消耗量(%)
产品弹药铅箔纸电缆覆盖物铸造金属铜锭、铜坯
消耗量(%)
产品管道、弯头和其它挤压成型产品非电子钎料
消耗量(%)
产品电子钎料其它
消耗量(%)
在电子产品中禁止使用铅并不能解决全部的铅中毒问题。但电子产品无铅化是不可逆转的潮流。
第1章为什么要无铅
控制铅的使用
铅在铅锤、汽油和油画中的使用早有严格的规范。在美国,1978年起,禁止在消费油画中使用铅。80年代起,许多国家要求使用无铅汽油。
无铅电子的原始推动力来自于美国。80年代初,美国立法禁止在管道钎焊中使用铅。1992年的Raid法案(一个多方面的环境保护法案)中即包含了电子组装中禁用铅。但到现在还没有关于电子产品的联邦环保法规,一些州(如CA,NJ)正在制订回收法规来减少铅的污染。
日本电子工业协会于1998年决定,主动在电子组装中去除铅。2004年已有50%电子产品无铅,是实施无铅最快的国家。
欧洲WEEE(Waste Electrical and Electronic Equipment)于1998年通过决议草案,法规要求在 2006 年 7 月前分阶段废止电子焊接中铅的使用。
第2章无铅钎料的综合评价
基本共识
(1)无铅钎料的基体为Sn(不少于60wt.%),即新型无铅钎料应为Sn基合金;Sn基无铅钎料中,其它可能元素包括Ag, Cu, Sb, In, Bi, Zn等。
(2)目前为止,还没有一种无铅钎料可以“即时取代”(drop-in)传统的Sn-Pb共晶钎料合金(63、60锡铅焊料),与Sn-Pb共晶钎料相比,无铅钎料的熔点不是高很多就是低很多。
(3)所有无铅焊料的润湿性都远远没有达到传统SnPb共晶焊料的润湿性。
(4)还没有一种无铅钎料能够替代高铅含量钎料,因此完全的无铅组装目前还不可能。也因为如此铅>85%的焊料得到了豁免。
第2章无铅钎料的综合评价
无铅钎料的基本要求
无铅钎料不是新技术。但今天的无铅钎料研究是要寻求年使用量为8-9万吨的Sn-Pb钎料的替代产品。
(1) 其全球储量足够满足市场需求。某些元素,如铟和铋,储量较小,因此只能作为无铅钎料的添加成分;
(2) 无毒性。某些在考虑范围内的替代元素,如镉、碲,是有毒的。而某些元素,如锑,如果改变毒性标准的话,也可以认为是有毒的;安全性的顺序为:铋> 锌> 铟> 锡< 铜> 锑> 银> 铅。
(3) 能被加工成需要的所有形式,包括用于修补的线;用于钎料膏的粉;用于波峰焊的条等。不是所有的合金能够被加工成所有形式,如铋的含量增加将导致合金变脆而不能拉拔成丝状;
第2章无铅钎料的综合评价
无铅钎料的基本要求
(4) 替代合金也可以再循环利用。如果无铅钎料中包含3到4种金属元素将使再循环工艺复杂化并增加成本。
(5) 相变温度(固/液相线温度)与Sn-Pb钎料相近;(< 240°C)
(6) 合适的物理性能,特别是电导率、热导率、热膨胀系数;
(7) 与现有元件基板/引线及PCB材料在金属学性能上兼容;
(8) 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;
(9) 良好的润湿性;
(10) 可接受的成本价格。
第2章无铅钎料的综合评价
第2章无铅钎料的综合评价
筛选结果
目前,国际上已开发出100多种不同种类的无铅焊料,但其中没有一种能够为SnPb焊料的直接替代提供全面的解决方案。根据焊料的熔点大致可以分为四类以满足不同的用途:低温无铅焊料(~180℃)、与SnPb共晶熔点相当的无铅焊料(180~200℃)、中温无铅焊料(200~230℃)及高温无铅焊料(230~350℃)。
第2章无铅钎料的综合评价
筛选结果
1) 低温系列无铅焊料:在某些特定场合下要求采用低熔点的无铅焊料,这系列焊料中一般都含有较多的Bi和(或)In,如Sn-58Bi(138℃)、Sn-52In(118℃)、Sn-50In(118~125℃)、Bi-33In(109℃)等。
2) 与SnPb共晶焊料熔点相当的无铅焊料