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無鉛合金的發(fā)展

文章出處： admin發(fā)布時間： 2012年4月19日人氣 6654

（無鉛合金｜無鉛錫合金｜無鉛焊錫合金-臺錫）

“鉛”這種金屬，在制造工藝上和錫的配合是最完美的金屬。當我們?yōu)榱税?/SPAN>“鉛”給排出去，而研究使用其他金屬時，總不能很滿意的選擇單一的品種替代。而這就出現(xiàn)無數的“可能品”。而由于經濟對個人以及國家的重要性，在人類開發(fā)新的“可能品”的同時，許多人不忘獨占其可能帶來的“經濟”效益，所以我們同時也看到許多“專利”的不斷出現(xiàn)。據非全面的統(tǒng)計，我們面前已經出現(xiàn)了超過50種的合金類別（例如SnAg，SnCu，SnCuAg，SnBi等等都屬于不同的類別），其中有超過390種不同的無鉛合金配方的專利。即使在工業(yè)界中作為”標準”配方產品出售的，也已經有50種以上！
　　　　這么龐大數量的合金選擇，對用戶來說絕對是個問題。上面我們所說的只是焊料合金部分。在回流技術的錫膏中，為了處理不同的工藝需求（例如清洗和免清洗，微間距和非微間距等），我們還出現(xiàn)了數種不同的配方；我們業(yè)界有超過20家焊料供應商，每家供應商都也提供數種不同的錫膏配方，而我們的焊料必須配合器件的焊端鍍層金屬材料（例如純Sn，純Ag，Ni/Au，Ag/Pd等等），以及不同的PCB焊盤鍍層材料（例如ENIG，OSP，ImAg等等）。假如我們以簡單的數學來算，這組合的可能數量絕對超過1萬種。這除了增加供應的混亂外，對于那些想做出最優(yōu)選擇的用戶絕對是個頭痛的問題。
　　　　所幸的是，從可行性的角度來看（不是從絕對技術的角度），我們已經逐漸的把范圍縮小。尤其在過去3到5年，我們的選擇方向已經較為明確。比如目前我們都知道（或至少較常聽到，SAC金屬將最可能成為最受歡迎的等等）。這樣的認同，不論是否最合理或合乎科學性，至少它給我們帶來運作和管理上的較好效益。
　　　　從技術的角度來看，在工藝上我們已經知道沒有一種合金配方能夠具備和SnPb同樣的制造能力。這是我們在選擇無鉛技術是所必須付出和面對的問題。
　　　　在成本上的現(xiàn)象又如何？成本上是會增加的。單從材料（金屬）價格的直接比較，業(yè)界認為在波峰焊接技術上，由于采用的是“錫條”（全金屬），成本增加會較明顯；而在回流焊接技術上，由于錫膏的成本重點不在于金屬（錫膏中還有焊劑，以及不小的加工和包裝費），所以成本增加的比例較輕。這是為什么有些說法認為如果以回流焊接技術來評，成本的影響并不太顯著。不過在這些討論中我們忽略的是，無鉛技術帶來的間接成本的影響。
　　　　這里的間接成本主要包括加工成本（質量和效率），返修成本，設備成本和管理等等。尤其是加工質量和效率成本，常是計劃推行無鉛中被忽略的一個重要環(huán)節(jié)。以前的文章中我曾談到無鉛的工藝難度，而就是這工藝窗口的縮小，使我們的質量損失以及停機浪費等等成本增加。這是個不可忽視的問題。
　　　　無鉛技術在質量方面的狀況有如何？也許供應商多告訴您可行。不過如果您要和他們擬定一份可靠性保證書的話（當然包括出現(xiàn)問題時的賠償），我想沒有供應商會愿意和您簽訂。從我這數年來和西方專家級的研究人員的交流中，我發(fā)現(xiàn)的確沒有專家很有把握的告訴我們說：“可靠性沒有問題！”。他們都很小心的加上一句，“我們仍然需要進一步的研究和觀察。”主要的原因，使從事可靠性研究的專家，都知道我們所使用的研究試驗方法，雖然可以給我們提供不少的信息，但這畢竟和實際使用的條件有出入（而這些差異是不好量化判斷的！）。無鉛的研究雖然已經有約15年，但實際應用在產品上的，只不過5年。這不論是在時間和使用量的條件下，都無法提供我們很有信心的數據和經驗，尤其是上面我們所提到的，我們擁有這么大量的可能組合方案。不過并不是所有的消息都使我們擔心。在無鉛焊料合金的研究工作中，我們發(fā)現(xiàn)的一個令人鼓舞的現(xiàn)象，就是好些新的金屬合金，其可靠性都優(yōu)于傳統(tǒng)的SnPb合金。其實這也成為后來人們推動無鉛的另外一個動力，尤其是在如汽車電子業(yè)等希望提高溫度和可靠性的行業(yè)中。

編號：臺錫錫業(yè)ttin120419 臺錫官網：www.ebh39.cn

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