第一節(jié) 國(guó)外錫焊條產(chǎn)品 技術(shù)工藝 應(yīng)用前景

無鉛焊錫合金經(jīng)過十來年的發(fā)展，已被市場(chǎng)接受，目前市面上主要流行兩大類無鉛合金。一種為Sn/Cu/X，即在Sn/Cu無鉛合金的基礎(chǔ)上加入微量的其他元素來改善特性；另一種為Sn/Ag/Cu合金。

1、Sn/Cu/X無鉛合金

Sn/Cu/X無鉛合金分為兩種：一種為Cu含量在0.5-0.7%  X＜0.1%的無鉛合金；一種為Cu含量大于2%的無鉛合金。下面分別討論。

a．Sn/0.5-0.7Cu/X無鉛焊錫合金

    Sn/0.7Cu是最早提出的無鉛焊錫合金，可惜因熔點(diǎn)高（227℃）、潤(rùn)濕性較差、分散的Cu6Sn5粒子組織粗大導(dǎo)致Sn/0.7Cu合金的高溫穩(wěn)定性和熱疲勞可靠性較差，故較少直接作為無鉛焊料合金使用。

日本Nihon Superior公司在Sn/0.7Cu合金的基礎(chǔ)上加入微量的Ni、Ge并將此合金命名為SN100C，該合金已在24個(gè)國(guó)家地區(qū)取得專利并已在市場(chǎng)成功應(yīng)用了逾十年的時(shí)間。日本NS投入大量的人力物力對(duì)此合金的相關(guān)特性進(jìn)行 研究 ，發(fā)表了許多 研究 成果。

目前此合金已被許多著名電子集團(tuán)認(rèn)可并獲得較大范圍的應(yīng)用。日本NS公司也授權(quán)了美國(guó)AIM、FCT、歐洲D(zhuǎn)KL、BALVER ZINN(Cobar)、日本ASAHI、FUKUDA以及晟楠、WKK等公司進(jìn)行生產(chǎn)銷售。

總體上說，由于Ni和Ge的加入，降低了波峰焊作業(yè)溫度（260℃即可）增加焊錫流動(dòng)性從而增加焊錫潤(rùn)濕性、減少橋連拉尖的發(fā)生和錫渣的產(chǎn)生、焊點(diǎn)光滑光亮、蝕銅速度慢等等特點(diǎn)，從而得到了市場(chǎng)的認(rèn)可。中國(guó)焊錫網(wǎng)  http://tinnet.cn  關(guān)鍵字:焊錫,焊料,錫,錫條,錫絲,錫渣,錫膏,助焊劑,焊錫網(wǎng)

目前NS公司已將此合金制作成焊錫條、絲、膏、BGA等等產(chǎn)品。

Sn/0.7Cu/Ni+P是含Ni的Sn/0.7Cu無鉛焊錫合金的另一變種。目前日本千住已推出一種商品名為M24E的Sn/0.7Cu/0.03Ni/P的無鉛合金，韓國(guó)ECOJOIN也推出商品名為3N06的Sn/0.5Cu/0.06Ni/0.005P的無鉛合金。然而，日本Nihon Superior認(rèn)為添加P會(huì)抵消添加Ni的效果有可能產(chǎn)生焊點(diǎn)裂縫。日本千住也認(rèn)為在長(zhǎng)時(shí)間負(fù)荷的狀態(tài)下不要使用SnCuNi焊錫材料，因此此成分合金的實(shí)際使用效果有待繼續(xù) 研究 。

Sn/0.5Cu+Co是美國(guó)METALLIC RESOURCES公司的專利產(chǎn)品，商品名為Colbalt 995。目前美國(guó)Indium公司和Qualitek公司均得到該公司的專利授權(quán)，可以生產(chǎn)銷售。作者認(rèn)為，該合金是一個(gè)比較有應(yīng)用前景的無鉛焊錫合金，但目前此合金在市場(chǎng)上并不常見，且對(duì)此合金的相關(guān)特性 研究 仍有待進(jìn)一步深入。

另外在市場(chǎng)上還可以見到新加坡朝日的Sn/0.7Cu+Si的專利產(chǎn)品和廣州添碩的Sn/0.7Cu+Ti專利產(chǎn)品。

總體上來說，在Sn/0.7Cu無鉛合金的基礎(chǔ)上加入微量的其他元素可以細(xì)化合金晶粒，增強(qiáng)焊錫流動(dòng)性，減少錫渣生成，提升焊錫潤(rùn)濕性，抑制銅的溶蝕速度，在波峰焊、手工焊中有著很廣泛的應(yīng)用前景。

b．Sn/3-4Cu/X無鉛焊錫合金

在制造變壓器、線圈、電感、保險(xiǎn)絲等含有漆包線的元器件時(shí)，漆包線的漆皮需在380℃以上高溫才能燙除。在此高溫作業(yè)條件下，漆包線的銅很容易溶蝕于焊料中，使銅線變細(xì)甚至細(xì)銅線被完全蝕斷，造成作業(yè)困擾。另一方面在此高溫作業(yè)中，錫面易氧化，造成錫渣多，鍍層發(fā)黃等問題。

為解決此問題，一方面可以把銅含量提升至3%以上，另一方面添加入可以抑制銅的溶蝕速度的其它元素以及防止高溫氧化的元素，這樣即可避免此作業(yè)困擾。這里的X是每一生產(chǎn)廠家的秘方，一般不告示他人。

2、 Sn-Ag-Cu無鉛焊錫合金

目前市場(chǎng)上應(yīng)用的Sn-Ag-Cu無鉛合金分為兩種，一種是高銀的無鉛合金即銀含量在3-4%的范圍內(nèi)，另外一種銀的含量在0.3-1%范圍內(nèi)，下面我們分別進(jìn)行討論：

a．高銀無鉛焊錫合金（Sn/3-4Ag/0.5-1Cu）

綜合應(yīng)用的工藝性，焊接連接的可靠性及成本等要求進(jìn)行評(píng)估，IPC SPVC向工業(yè)部門推薦了下述合金:

Sn/3.0Ag/0.5Cu（SAC305）

Sn/3.8Ag/0.7Cu

Sn/4.0Ag/0.5Cu

其中Sn/3.0Ag/0.5Cu是日本千住公司的專利產(chǎn)品，是目前市場(chǎng)的主流合金，其他兩種也有部分客戶選用。

已有 研究 表明：Sn/3.0Ag/0.5Cu，Sn/3.8Ag/0.7Cu，Sn/4.0Ag/0.5Cu的合金特性基本一致。從成本方面考慮，將會(huì)逐漸趨向于選用Sn/3.0Ag/0.5Cu合金。

與Sn/Cu/X合金相比，Sn/3.0Ag/0.5Cu有更低的熔點(diǎn)，更好的潤(rùn)濕性，更低的作業(yè)溫度，但缺點(diǎn)是原料成本高，凝固后的焊點(diǎn)有時(shí)會(huì)有裂縫，使用時(shí)蝕銅速度快，因此使用成本較高。

日本富士電機(jī)在Sn/3.0Ag/0.5Cu加入Ni、Ge并申請(qǐng)了專利。 研究 表明本合金加入Ni、Ge后，可以使合金的潤(rùn)濕性和耐熱疲勞性得到提升，并減少裂縫。

韓國(guó)ECOJOIN聲稱在本合金加入一種防裂縫劑后，可以大大減少裂縫產(chǎn)生。

b．低銀無鉛焊錫合金（Sn/0.3-1Ag/0.5-0.7Cu）

    由于銀價(jià)高昂，使用廠商成本壓力很大，為降低成本，降低銀的含量又能滿足Sn/3Ag/0.5Cu合金特性的無鉛合金為眾焊錫生產(chǎn)廠商 研究 的項(xiàng)目。

目前最常用的低銀合金為Sn/0.3Ag/0.7Cu，為提升低銀合金的性能有些廠商在此合金的基礎(chǔ)上加入微量其他元素，如Cookson Alpha在此合金基礎(chǔ)上加入微量的Bi和稀土元素并聲稱工藝良率與可靠性可以與Sn/3Ag/0.5Cu合金相比。

為進(jìn)一步提升低銀無鉛合金的性能，Cookson Alpha新近推出SACX 0807并通過大量實(shí)驗(yàn)證明本合金可以和SAC 305相媲美且錫渣更少。

目前主要在用的低銀無鉛合金還有Sn/0.5Ag/0.5Cu及Sn/1Ag/0.5Cu等，業(yè)界也已推出多款的低銀錫膏如日本Tamura的LF SOLDER GP-211-19錫膏（合金為Sn/0.3Ag/0.7Cu）及Kester的NXG1-HF錫膏（主要合金為Sn/1Ag/0.5Cu和Sn/0.3Ag/0.7Cu）。

Sn/Cu合金和Sn/Ag/Cu合金的焊點(diǎn)混搭問題。更多資訊：http://www.0769zhuoli.com/

目前日本Nihon Superior和美國(guó)AIM公司均對(duì)此問題做了大量 研究 ，結(jié)果表明，用SN100C錫絲焊上SAC 305焊點(diǎn)時(shí)，未發(fā)現(xiàn)可靠性下降，反之也然。因此用SN100C進(jìn)行波峰焊和用SAC 305進(jìn)行SMT和用SN100C錫絲進(jìn)行補(bǔ)焊是可行的，不會(huì)影響其可靠性，

第二節(jié) 我國(guó)的錫焊條 技術(shù)工藝 應(yīng)用前景

無鉛工藝的下一步的發(fā)展關(guān)鍵取決于無鉛焊料的發(fā)展，由于現(xiàn)在主流的無鉛焊料中包含有較高比例的貴金屬銀，而且相應(yīng)的資源也越來越匱乏，導(dǎo)致無鉛焊料的成本越來越高。要想無鉛化能夠得到健康而順利的發(fā)展，必須解決無鉛焊料的成本問題，并且同時(shí)還需兼顧到產(chǎn)品的可靠性。因此，低銀或不含有銀的低成本無鉛焊料的研發(fā)是關(guān)鍵。另外無鉛焊點(diǎn)的可靠性評(píng)價(jià)技術(shù)還有許多問題沒有解決，導(dǎo)致高可靠性要求的產(chǎn)品一時(shí)無法推廣無鉛化，因此可靠性問題又將是一個(gè) 研究 的焦點(diǎn)和熱點(diǎn)。這樣一來，使用SAC305作為標(biāo)準(zhǔn)合金的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)、合格判據(jù)都將要重新修訂，無鉛焊料標(biāo)準(zhǔn)中將包括一些新型合金體系。無鉛焊點(diǎn)可靠性評(píng)價(jià)方法的標(biāo)準(zhǔn)化則是下一階段工作一個(gè)重點(diǎn)，只有等到無鉛焊點(diǎn)的壽命可以依賴標(biāo)準(zhǔn)的方法進(jìn)行評(píng)估，無鉛化的技術(shù)才算基本成熟。

第三節(jié) 我國(guó)錫焊條 技術(shù)工藝 發(fā)展對(duì) 行業(yè) 項(xiàng)目投資的影響

電子工業(yè)用錫鉛焊料已有五十多年的歷史，近年來為了減少鉛對(duì)環(huán)境的污染和人類健康的影響，世界各國(guó)相繼研發(fā)出各種無鉛焊料，如錫銀系、錫銅系、錫鉍系、錫鋅系等無鉛焊料。

第四節(jié) 不同錫焊條 技術(shù)工藝 生產(chǎn)線投資收益性比較

不同錫焊條 技術(shù)工藝 生產(chǎn)線投資收益性比較

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