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米粒小小 2017-07-11 10:50

焊锡的主要成分及其性质

  焊锡以铅-锡(Pb-Sn)二元合金为主要的种类,铅-锡合金的共晶点在183 ℃,61.9wt%锡之处,因此37%铅-63% 锡合金被称为共晶焊锡,在电子构装的应用中亦以接近共晶成份的焊锡(40%铅-60%锡)为主。焊锡可借调整其中铅锡的比例改变其熔点以符合制程之需求,许多不同化学成份的焊锡合金也因此被发展出来,一般而言,高铅含量的焊锡适用于温度较高的焊接制程;高锡含量的焊锡则专供有防蚀特殊需求的焊接使用。


  焊锡中可添加少量元素以改善其性质。例如,添加低于2%的银可以提高机械强度而不致严重损坏焊锡性质,并可使焊锡在镀银表面进行接合时不致因银的熔解而降低其润湿性;添加锑亦可提高焊锡机械强度并降低其成本,但其添加量以3.5%为上限;添加铟的焊锡可以提升其在陶瓷表面的润湿性,铟同时可以抑制金在焊锡中的溶解;铟、铋、镉可与铅、锡组成熔点低于铅锡共晶温度的合金,适合低温之焊接制程与高热敏性的元件焊接之应用。


  焊锡丝在焊接过程中,熔融的锡很容易与其它金属反应形成介金属化合物。介金属化合物脆性高,也会影响焊锡的表面张力与润湿性,一般而言过量介金属化合物的存在有害焊点的性质。研究显示介金属化合物的成长是一个扩散控制的过程,故焊接过程中应尽可能将低接合温度,缩短焊接时间,以使介金属化合物的形成量降至最低。

添加铜的目的在减少铜的溶解速度,延长铜焊接工具的使用寿命,但过量的铜会造成砾状焊点;为了避免铅在制程中的污染,无铅焊锡因而成为焊锡研究的重点之一,举例而言,95% 锡-5%锑与96.5%锡-3.5%银为高强度焊锡,具有抗疲劳与潜变破坏的特性;80%金-20%锡与65%锡-25%银-10%锑为焊点强度有特殊需求的焊锡。


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