无铅锡膏与有铅锡膏的性能对比湿润分析
来源:优特尔锡膏 浏览: 发布时间:2025-07-08
无铅锡膏与有铅锡膏在电子焊接中应用广泛,两者的性能差异主要源于成分和工艺特性,
1. 成分差异
有铅锡膏:核心成分为锡(Sn)和铅(Pb)的合金,典型配方为Sn63Pb37(锡63%、铅37%),铅含量通常在30%-40%;助焊剂以松香基为主,辅助改善润湿性。
无铅锡膏:不含铅(铅含量<0.1%),核心成分为锡(Sn)与其他合金元素(如银、铜、铋等),典型配方为Sn96.5Ag3.0Cu0.5(SAC305)、Sn99Cu0.7Ni0.3(SN100C)等,通过添加银、铜等元素改善焊接性能。
应用场景差异;
有铅锡膏:适用于对成本敏感、无环保要求,且需高焊接可靠性的场景(如部分军工、航天产品),或对高温敏感的元器件(如塑料封装芯片)。
无铅锡膏:适用于消费电子、汽车电子、医疗设备等主流领域,需满足环保法规,且能接受更高成本和工艺复杂度。
有铅锡膏在焊接性能、成本、稳定性上占优,但受环保限制;无铅锡膏虽成本高、工艺要求严,但符合环保趋势,且在耐腐蚀性等长期可靠性上更优。
实际选择需结合环保法规、成本、元器件特性及可靠性需求综合判断。
有铅锡膏与无铅锡膏的润湿性差异显著,这直接影响焊接质量(如焊点成形、缺陷率),核心差异及原因如下:
1. 有铅锡膏:润湿性更优异
有铅锡膏的润湿性(即焊锡在被焊表面的铺展能力)明显更好,具体表现为:
铺展范围大:熔融焊锡能快速、均匀地覆盖焊盘和元器件引脚,形成连续、饱满的焊点,铺展面积通常比无铅锡膏大10%-20%。
焊接缺陷少:因润湿性好,虚焊(焊锡未完全附着)、桥连(相邻焊点短路)、焊盘“露铜”等问题发生率低,尤其对氧化轻微的焊盘或引脚兼容性更强。
铅(Pb)的加入降低了锡铅合金的表面张力(约300-350 mN/m,低于无铅锡基合金的400-450 mN/m),而表面张力越低,焊锡越容易在被焊表面铺展。
有铅锡膏的熔点低(如Sn63Pb37熔点183℃),焊接温度低,助焊剂不易因高温提前挥发,能更充分地去除焊盘/引脚表面的氧化层(助焊剂活性与低温匹配性更好),进一步促进润湿。
2. 无铅锡膏:润湿性较差
无铅锡膏的润湿性明显弱于有铅锡膏,具体表现为:
铺展能力弱:熔融焊锡在焊盘上的铺展速度慢、范围小,易出现“缩锡”(焊锡收缩成球状,未完全覆盖焊盘)。
对表面状态敏感:若焊盘或引脚存在轻微氧化(如长期暴露在空气中),无铅焊锡更难附着,易出现“拒焊”(焊锡完全不沾焊盘)。
无铅锡膏以锡(Sn)为基(通常占95%以上),锡的表面张力较高,且合金中添加的银(Ag)、铜(Cu)等元素进一步提高了熔融态的表面张力,导致铺展阻力大。
无铅锡膏熔点高(如SAC305熔点217-220℃),焊接温度需提高30-50℃,高温下助焊剂易提前分解或挥发,导致其去除氧化层的能力下降,间接削弱润湿性。
无铅合金(如锡银铜)的氧化倾向更强,熔融时表面易形成致密氧化层(SnO₂),阻碍焊锡与被焊表面的接触,进一步降低润湿性。
实际影响与工艺应对;
无铅焊接需通过工艺优化弥补润湿性不足:如提高焊接温度(延长助焊剂活性时间)、选用高活性助焊剂(含更强的去氧化成分)、严格预处理焊盘/引脚(去除氧化层)等,但可能增加元器件热损伤或助焊剂残留腐蚀的风险。
有铅焊接因润湿性好,对工艺参数(如温度、助焊剂类型)的宽容度更高,更适合自动化量产或对焊接稳定性要求高的场景(如传统工业设备)。
润湿性差异是两者工艺适配性的核心区别之一,无铅焊接需通过“更高温度+更强助焊剂+更严格表面处理”来平衡润湿性不足的问题。
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