無鉛錫膏：

無鉛錫膏，并非絕對的百分百禁絕錫膏內(nèi)鉛的存在，而是要求鉛含量必須減少到低于1000ppm(<0.1%)的水平，同時意味著電子制造必須符合無鉛的組裝工藝要求。“電子無鉛化”也常用于泛指包括鉛在內(nèi)的六種有毒有害材料的含量必須控制在1000ppm的水平內(nèi)。

主要成分：

在無鉛錫膏在成分中，主要是由錫/銀/銅三部分組成，由銀和銅來代替原來的鉛的成分。 一、根本的特性和現(xiàn)象在錫/銀/銅系統(tǒng)中，錫與次要元素(銀和銅)之間的冶金反應(yīng)是決定應(yīng)用溫度、固化機(jī)制以及機(jī)械性能的主要因素。按照二元相位圖，在這三個元素之間有三種可能的二元共晶反應(yīng)。銀與錫之間的一種反應(yīng)在221°C形成錫基質(zhì)相位的共晶結(jié)構(gòu)和ε金屬之間的化合相位(Ag3Sn)。銅與錫反應(yīng)在227°C形成錫基質(zhì)相位的共晶結(jié)構(gòu)和η金屬間的化合相位(Cu6Sn5)。銀也可以與銅反應(yīng)在779°C形成富銀α相和富銅α相的共晶合金�？墒�，在現(xiàn)時的研究中1，對錫/銀/銅三重化合物固化溫度的測量，在779°C沒有發(fā)現(xiàn)相位轉(zhuǎn)變。這表示很可能銀和銅在三重化合物中直接反應(yīng)。而在溫度動力學(xué)上更適于銀或銅與錫反應(yīng)，以形成Ag3Sn或Cu6Sn5金屬間的化合物。因此，錫/銀/銅三重反應(yīng)可預(yù)料包括錫基質(zhì)相位、ε金屬之間的化合相位(Ag3Sn)和η金屬間的化合相位(Cu6Sn5)。

和雙相的錫/銀和錫/銅系統(tǒng)所確認(rèn)的一樣，相對較硬的Ag3Sn和Cu6Sn5 粒子在錫基質(zhì)的錫/銀/銅三重合金中，可通過建立一個長期的內(nèi)部應(yīng)力，有效地強(qiáng)化合金。這些硬粒子也可有效地阻擋疲勞裂紋的蔓延。Ag3Sn和Cu6Sn5粒子的形成可分隔較細(xì)小的錫基質(zhì)顆粒。Ag3Sn和Cu6Sn5粒子越細(xì)小，越可以有效的分隔錫基質(zhì)顆粒，結(jié)果是得到整體更細(xì)小的微組織。這有助于顆粒邊界的滑動機(jī)制，因此延長了提升溫度下的疲勞壽命。

雖然銀和銅在合金設(shè)計(jì)中的特定配方對得到合金的機(jī)械性能是關(guān)鍵的，但發(fā)現(xiàn)熔化溫度對0.5~3.0%的銅和3.0~4.7%的銀的含量變化并不敏感。

機(jī)械性能對銀和銅含量的相互關(guān)系分別作如下總結(jié)2：當(dāng)銀的含量為大約3.0~3.1%時，屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度兩者都隨銅的含量增加到大約1.5%，而幾乎成線性的增加。超過1.5%的銅，屈服強(qiáng)度會減低，但合金的抗拉強(qiáng)度保持穩(wěn)定。整體的合金塑性對0.5~1.5%的銅是高的，然后隨著銅的進(jìn)一步增加而降低。對于銀的含量(0.5~1.7%范圍的銅)，屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度兩者都隨銀的含量增加到4.1%，而幾乎成線性的增加，但是塑性減少。

在3.0~3.1%的銀時，疲勞壽命在1.5%的銅時達(dá)到。發(fā)現(xiàn)銀的含量從3.0%增加到更高的水平(達(dá)4.7%)對機(jī)械性能沒有任何的提高。當(dāng)銅和銀兩者都配制較高時，塑性受到損害，如96.3Sn/4.7Ag/1.7Cu。

技術(shù)要求：

無鉛錫膏首先要能夠真正滿足環(huán)保要求，不能把鉛去除了，又添加了新的有毒或有害的物質(zhì)；要確保無鉛焊料的可焊性及焊后的可靠性，并要考慮到客戶所承受的成本等眾多問題。概括起來講，無鉛焊料應(yīng)盡量滿足以下這些要求：

1、無鉛焊料的熔點(diǎn)要低，盡可能地接近63/37錫鉛合金的共晶溫度183℃，如果新產(chǎn)品的共晶溫度只高出183℃幾度應(yīng)該不是很大問題，但目前尚沒有能夠真正推廣的，并符合焊接要求的此類無鉛焊料；另外，在開發(fā)出有較低共晶溫度的無鉛焊料以前，應(yīng)盡量把無鉛焊料的熔融間隔溫差降下來，即盡量減小其固相線與液相線之間的溫度區(qū)間，固相線溫度*小為150℃，液相線溫度視具體應(yīng)用而定(波峰焊用錫條：265℃以下；錫絲：375℃以下；SMT用焊錫膏：250℃以下，通常要求回流焊溫度應(yīng)該低于225~230℃)。

2、無鉛焊料要有良好的潤濕性；一般情況下，再流焊時焊料在液相線以上停留的時間為30~90秒，波峰焊時被焊接管腳及線路板基板面與錫液波峰接觸的時間為4秒左右，使用無鉛焊料以后，要保證在以上時間范圍內(nèi)焊料能表現(xiàn)出良好的潤濕性能，以保證優(yōu)質(zhì)的焊接效果；

3、焊接后的導(dǎo)電及導(dǎo)熱率都要與63/37錫鉛合金焊料相接近；

4、焊點(diǎn)的抗拉強(qiáng)度、韌性、延展性及抗蠕變性能都要與錫鉛合金的性能相差不多；

5、成本盡可能的降低；目前，能控制在錫鉛合金的1.5~2倍，是比較理想的價(jià)位；

6、所開發(fā)的無鉛焊料在使用過程中，與線路板的銅基、或線路板所鍍的無鉛焊料、以及元器件管腳或其表面的無鉛焊料及其它金屬鍍層間，有良好的釬合性能；

7、新開發(fā)的無鉛焊料盡量與各類助焊劑相匹配，并且兼容性要盡可能的強(qiáng)；既能夠在活性松香樹脂型助焊劑（RA）的支持下工作，也能夠適用溫和型、弱活性松香焊劑（RMA）或不含松香樹脂的免清洗助焊劑才是以后的發(fā)展趨勢；

8、焊接后對焊點(diǎn)的檢驗(yàn)、返修要容易；

9、所選用原材料能夠滿足長期的充分供應(yīng)；

10、與目前所用的設(shè)備工藝相兼容，在不更換設(shè)備的狀況下可以工作。