含鉛焊料與無鉛焊料:您應該選擇哪一個?
焊接是印刷電路板組裝中最重要的步驟之一,可確保電子元件牢固地電氣連接到電路板上。使用的焊料類型,含鉛焊料或無鉛焊料 - 對產(chǎn)品可靠性、制造成本、環(huán)境安全和國際法規(guī)合規(guī)性有直接影響。
在本文中,我們將探討什么是無鉛焊料和無鉛焊料、它們有何不同、它們各自的優(yōu)缺點、它們對環(huán)境的影響以及 PCB 制造和設計的其他重要知識。
鉛焊料是一種傳統(tǒng)的焊料合金,主要由錫 (Sn) 和鉛 (Pb) 組成。最常用的配方是 Sn63/Pb37(63% 錫和 37% 鉛),這是一種共晶合金,這意味著它具有單一熔點 (183°C),可立即從固體變?yōu)橐后w,提供平穩(wěn)高效的焊接過程。鉛焊料因其出色的潤濕能力、低熔化溫度和易于返工而被廣泛使用數(shù)十年。
無鉛焊料是指不含鉛的焊料合金,通常由錫與銀 (Ag)、銅 (Cu)、鉍 (Bi) 或銻 (Sb) 等金屬組成。最常見的類型之一是 SAC305,它含有 96.5% 的錫、3.0% 的銀和 0.5% 的銅。無鉛焊料的開發(fā)是為了響應全球環(huán)境法規(guī),尤其是歐盟的 RoHS 指令,該指令禁止在大多數(shù)電子產(chǎn)品中使用鉛。
降低熔點,降低元件的熱應力。
卓越的潤濕性能確保可靠的接頭。
更易于手動焊接和返工。
光滑有光澤的焊點更容易 目視檢查。
經(jīng)濟高效且廣泛可用。
毒性: 鉛對人類健康和環(huán)境有害。
監(jiān)管限制: 由于 RoHS 和其他法規(guī),大多數(shù)消費品不允許使用。
含鉛電子產(chǎn)品的處置和回收更為復雜。
環(huán)保且符合 RoHS 標準。
對工人和最終用戶更安全。
更適合高溫應用(例如,汽車、工業(yè))。
與現(xiàn)代制造工藝兼容。
需要更高的加工溫度,這可能會損壞敏感元件。
焊點通常更脆且光澤度更低。
由于使用銀或特種金屬而更昂貴。
返工和檢查稍微困難一些。
鉛是一種眾所周知的神經(jīng)毒素,會帶來嚴重的健康風險,尤其是長時間接觸鉛。在制造環(huán)境中,含鉛的焊料煙霧或灰塵可能很危險。用鉛焊料不當處理電子產(chǎn)品也會污染土壤和地下水。
引入無鉛焊料是為了減少有毒廢物、提高工人安全和保護生態(tài)系統(tǒng)。RoHS、WEEE 和中國 RoHS 等法規(guī)極大地推動了全球向無鉛制造的轉(zhuǎn)變。
熱配置文件:無鉛焊料需要不同的回流爐設置。確保您的 PCB 設計和組件能夠承受更高的溫度。
材料兼容性:并非所有組件都與兩種類型的焊料相同。一些傳統(tǒng)部件可能仍需要基于鉛的焊接。
混合組裝:在極少數(shù)情況下,使用混合鉛和無鉛工藝,但由于潛在的可靠性問題,這很復雜且不鼓勵這樣做。
儲存和保質(zhì)期:無鉛焊料往往氧化得更快;在干燥、涼爽的環(huán)境中正確儲存是必不可少的。
檢查和測試:由于無鉛接頭的外觀暗淡無光,自動光學檢測 (AOI) 系統(tǒng)可能需要調(diào)整。
然而,與無鉛焊料相比,含鉛焊料更易于使用、熔點較低、成本低,并且對焊點造成的質(zhì)量問題更少;美國不斷努力從所有電子產(chǎn)品中去除鉛,這意味著在未來 10 年內(nèi),含鉛焊料在許多商業(yè)應用中可能會過時。
通常,由于其獨特的性能和優(yōu)點,使用鉛焊料更經(jīng)濟、更有效。由于這些特性和好處,仍然有一些行業(yè)使用含鉛焊料。
如果可以的話,您應該選擇無鉛焊料的主要原因是如果您的政府禁止在產(chǎn)品中使用鉛,或者您正在努力成為一家環(huán)境、社會和公司治理 (ESG) 公司。
在含鉛焊料和無鉛焊料之間進行選擇不僅僅是一個技術(shù)決策,還是一個合規(guī)性、可持續(xù)性和產(chǎn)品生命周期策略的問題。雖然含鉛焊料在特定工業(yè)應用中仍然很受歡迎,但出于安全和環(huán)境考慮,未來顯然正在朝著無鉛解決方案發(fā)展。了解差異有助于工程師、設計師和制造商做出明智的決策,以確保 PCB 生產(chǎn)的可靠性、安全性和合規(guī)性。
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