PCB 制造中铅焊料与无铅焊料的区别

PCB 制造中铅焊料与无铅焊料的区别

介绍

铅与无铅焊料的争论在PCB制造中一直存在，这两种焊料都对产品的性能、安全性以及环保合规性有影响。在本次讨论中，我们将探讨它们的区别、特性和影响，以便您获得重要信息，指导您做出决策，从而最大限度地利用您的项目。

什么是铅焊料？

锡和铅是构成含铅焊料（也称为软焊料）的组合之一。它的熔点较低，约为 183 °C (361 °F)，与晶体结合的亲和力较小。因此，它对您的焊料更温和PCB 和元件。此外，在较低的温度下，损坏的风险也会降低。铅焊料也能形成明亮光滑的焊点。与无铅焊料相比，这种焊点通常不易出现质量问题。但由于铅含量高，铅焊料有毒。因此，许多行业现在都选择无铅替代品。铅焊料效果很好，但当然会对健康产生影响。

铅焊料

什么是无铅焊料？

无铅焊料是一种或多种不含铅的金属的组合。它是锡、铜、银或锌。最常见的混合物是锡和铜。无铅焊料的熔点比含铅焊料高。它的熔点为 50 °C 以上至 200 °C。它对健康和环境更安全。2006 年，随着法规变得更加严格，无铅焊料成为常规焊料。它通常与约 2% 的助焊剂配合使用效果很好。

• 锡铜 –最常见的无铅焊料组合。铜可使焊点更坚固。
• 锡银 –具有优异的导电性。银有助于防止氧化并抵制腐蚀.
• 锡锌 –可在较低温度下熔化。经济实惠且方便。适用于需要较少热量的敏感部件。

无铅焊料

铅和无铅焊料是由什么制成的？

含铅焊料由锡和铅组成。它也被称为 SnPb 焊料，熔点为 183°C。它操作简单，抗冲击，冷却后不易损坏。然而，铅对人体和环境有害。

无铅焊料由锡、铜、银或锌等金属组成。常见的混合物是锡-铜，温度为 217°C。与含铅焊料相比，无铅焊料的熔点更高，因此更难用于 PCB 制造。但对于地球和工程师来说，无铅焊料更安全、更环保。

PCB焊接

有铅焊料和无铅焊料有何区别？

生锈的

含铅焊料比无铅焊料生锈更快。它可能在其表面形成稳定的保护层，从而防止腐蚀。因此，它非常适合潮湿地区。但含铅焊料并非如此，它会腐蚀得更快，而且随着时间的推移，如果没有这种保护。不良的接头会导致腐蚀，从而削弱它们，并可能缩短 PCB 的使用寿命。

熔点

含铅焊料的熔点为 183°C。因此，这有助于在焊接过程中 焊接。这种焊料的熔点比无铅焊料高，且温度变化较大。其通常范围为 218°C 至 250°C。高温度会损坏敏感的 PCB 元件或轨道。无铅焊料需要非常小心地控制温度。

物理特征

柔软、有光泽、光滑是含铅焊点的特点。它们的质量也很容易检查。但无铅焊点较硬，没有那么有光泽。此外，它们看起来可能更粗糙或暗淡。长期可靠性是无铅焊料的一大优势。由于其熔点较高，因此随着时间的推移，它更稳定。然而，其较差的润湿性可能会降低粘合强度。

健康问题

含铅焊料中的铅对人体有毒。铅可以通过吸入、摄入或皮肤接触进入人体。随着时间的推移，铅会逐渐积累，形成严重的健康问题。儿童和老年人尤其容易受到危害。无铅焊料可以消除这种危险，使用起来更安全。如今，无铅焊料已成为保护健康和安全的首选。

费用

无铅焊料要贵得多。铅比铜或银便宜。工程师想要无铅焊料，但用于替代铅的合金价格更高，导致成本上升。然而，它对环境和健康有好处，这证明了它的价格是合理的。对于使用含铅焊料的项目，从预算角度来看，它仍然是一个合理的选择。

粘结强度

含铅焊料可提供牢固可靠的初始粘合。柔软的表面能够轻松地铺展在表面上。随着时间的推移，无铅焊料会形成更坚固、更耐用的粘合。在机械应力下的性能优于镀银铜，使其适合高应变应用。

对环境造成的影响

含铅焊料有毒，因此对环境有害。如果处理不当，它们会污染土壤和水。无铅焊料是环保的，不含铅，这意味着回收起来更安全。它符合 RoHS 标准。无铅焊料不会产生废物，并支持使用可持续制造实践。

电导率

无铅焊料的导电性比铅焊料更好。它适用于高性能电路。然而，含铅焊料仍然是标准电子产品的可靠导体。

润湿性

含铅焊料的润湿性极佳，容易在表面上铺展。它也更容易形成牢固的初始键合。无铅焊料的润湿性和铺展性较差。因此，对于初学者来说，焊接可能具有挑战性。提高无铅焊料的性能需要适当的流使用。

易用性

对于初学者来说，铅焊料更容易使用。其熔点降低，降低了元件过热的风险。此外，无铅焊料由于温度较高，使用起来更困难。你需要小心，不要损坏敏感部件。

铅焊料与无铅焊料

铅焊料与无铅焊料的特性

以下是两种焊料性能的对照表：

铅焊料与无铅焊料的优缺点

在选择时，了解无铅焊料与铅焊料相比的优缺点非常重要。铅焊料使用方便，但对健康有害。无铅焊料更安全，但更难操作。那么让我们来分析一下无铅焊料的优点和缺点。

为什么选择

铅焊料

• 低熔点 –铅熔焊料具有熔点低温下。因此，使用非常方便。这种焊料对零件的损坏很小。
• 优异的润湿性 –铅焊料在表面的润湿性很好。它能使焊接干净、平滑。这反过来又有助于减少错误。
• 成本效益 –铅焊料的生产成本较低。它可以为你的项目节省一两美元。
• 经过验证的可靠性 –铅焊料已存在数十年。它在电子行业中是值得信赖和可靠的。

无铅焊料

• 对健康更有利 –无铅焊料使用起来更安全。它不会对健康造成危害。您不必担心铅中毒。
• 对环境更有利 –环保，不会像铅那样损害环境。
• 非常适合电路板焊接 –非常适合用于电路板。可产生坚固、可靠的接头。
• 符合法规 –无铅焊料符合健康和安全法规。在许多行业中，无铅焊料都是强制性要求。
• 兼容性–无铅焊料适合大多数 PCB。这非常适合目前的电子产品。

缺点

铅焊料

• 毒性 –铅焊料有毒。人类和环境都会受到影响。会导致皮肤损伤、神经毒性和肾脏损伤。
• 监管限制 –铅焊料面临诸多限制。一些地区的法律限制其使用。
• 较低的抗热疲劳性 –它不太擅长承受热变化。久而久之，这会导致关节衰竭。
• 生存力下降 –越来越多的公司发现使用铅的可行性降低。更安全的替代品已经取而代之。

无铅焊料

• 高熔点 –需要更高的热量才能熔化，因此更难使用。
• 低润湿性 –不会像铅焊料那样容易扩散而导致接头脆弱。
• 存款 –可能会留下更多残留物，从而导致电气连接问题。
• 锡须 –无铅焊料可能形成锡须这些细小的细丝可能会导致电路板短路。
• 金属枝晶 –有时，无铅焊料会长出金属枝晶，从而导致电气故障。

物理特性

铅焊料与无铅焊料对不同类型焊接的影响

PCB 的质量和性能取决于焊料是否含铅或无铅。通过严格控制焊接条件，PCB制造商控制许多问题。但是，你的版图设计和元件选择对生产可焊接组件有很大影响。选择取决于 PCB 的设计。选择合适的布局和组件，以防止焊接问题并使其顺利运行。

铅焊料与无铅焊料的影响

关于铅焊料与无铅焊料的常见问题解答

PCB制造商应采取哪些措施来应对无铅焊料的较高温度？

PCB 制造商必须参与处理无铅焊料的高温。调整焊接设备以适应热量。重新校准回流焊烤箱、焊台等。然后，通过重新设计电路板和使用热缓冲器来延长散热时间。使用在高温下不会损坏的组件。如果预热 PCB，则可以防止热冲击。

无铅焊料在高频和精密应用中面临哪些挑战？

无铅焊料在高频或精密应用。无铅焊料的特性是熔点较高，无铅焊料的特性与含铅焊料不同。甚至信号强度和元件性能也会受到影响。在高频下工作时，无铅焊料还可能增加电阻并降低润湿性。这会导致信号干扰。无铅焊料还会导致后期出现更多的焊点故障。

无铅的替代品有哪些？

含铅焊料的无铅替代品现已被引入电子制造业。新合金具有不同的特性，适合不同的用途。Sn-Ag-Cu 被广泛使用。它是一种坚固可靠的材料，很容易满足环保标准。其他无铅替代合金包括锡铋 (Sn Bi)、锡金 (Sn Au) 和锡钯 (Sn Pd)。每种合金都具有独特的优势，可以完成这项任务。例如，锡铋在低温下熔化。锡金适合高性能应用。锡钯更耐腐蚀。这些道路使用的替代品为日益增长的环境问题提供了更多不同项目的选择。

结语

由此我们得出结论，当涉及有铅焊料与无铅焊料的变化时，一切都会以某种方式影响 PCB。我们PCB五月知道为您的项目选择最佳焊料是多么重要。我们定制了制造流程，以便您获得环保无铅焊料，或者您可以选择可靠性更高、成本更低的铅焊料。