所謂無鉛烙鐵焊接就是指焊接PCB線路板時所用的焊錫中不允許含有Pb，而目前常用的焊錫中Pb的含量高達40%。實現無Pb烙鐵焊接的關鍵是要尋找一種能替代目前有鉛焊錫的不含鉛的無 Pb焊錫。有鉛焊錫已使用上百年了,就是因為這種焊錫具有一系列優越的性能且價格便宜、儲量充足 。
近20年來,全世界電子業界和相關科技界都傾注大量人力、物力去研究開發無Pb焊料。但是,由于這種新型電子材料的要求苛刻,因而進展并不理想。 目前,只能將相對性能較好的 Sn-Ag-Cu系合金作為 Sn-Pb合金的暫時替代品來使用。
Sn-Ag-Cu焊錫是目前無Pb烙鐵焊接使用的主打品種。 Sn-Ag-Cu系合金常用SAC305-Sn-3.OAg- 0.5Cu、SAC405-Sn-4.OAg- 0. 5Cu。
SAC305、SAC405與63/37Sn-Pb焊錫相比,其致命缺陷如下:
①熔點高(SAC為220℃左右,Sn-Pb為183℃左右) ;
②潤濕性差(SAC的潤濕性相當于 Sn-Pb的70%左右) 。
無鉛焊料熔點的提高帶來的主要問題是縮小了工藝窗口,如圖所示,即從Sn-Pb焊料時的57~67℃(A) 下降至23~33℃(B) ,從而使烙鐵焊接操作溫度的可變范圍明顯縮小。 這不僅給工藝帶來困難,還容易因超溫而危及基板及元器件的性能,再加上無錯焊料的洞濕性不良,從而又增加了無鉛烙鐵焊接的難度 。
為適應無鉛烙鐵焊接的需要,當前的主要對策如下:
①對操作員工進行技術培訓,先從理論上了解無鉛烙鐵焊接的特點,做好意識上的充分準備。
②采用PID控溫的電烙鐵,確保電烙鐵溫度的穩定、正確。
③選好焊錫絲。優選 Sn-Ag-Cu系焊錫絲,其中含 Ag量可以是1%,不一定要求3%~4%,焊錫絲直徑能粗則粗, 必要時可選用 Sn-Ag-Cu-In-X系焊錫絲。
④練好操作技能。施焊時,給母材一定的預熱時間(一般不大于3s) 再添加焊料。操作時要全神貫注,小心謹慎。