无铅焊料与铅焊料：您应该知道的综合指南

几乎所有电子产品都使用焊料作为将组件/零件连接到电路板上的胶水。无论是无铅焊料还是有铅焊料，功能几乎相同。但不同的产品和应用可能需要其他焊料。
焊料的选择可能会对焊接过程产生影响。如果替代方案错误，那么焊接过程将具有挑战性。所需要的只是获得有关焊料选择和类型的更多理论知识。这样，您就可以进行简单的焊接过程。
根据您的需要，您可以在有铅焊料和无铅选项之间进行选择。这两种方法都有优点和缺点。因此，如果要保证焊点的质量，您可能必须找到最适合您的选择。

（印刷电路板焊接组装用烙铁头自动化制造）

1。什么是焊锡？

那么，什么是焊锡？为什么使用无铅焊料而不是含铅焊料？两者有什么缺点吗？本文重点介绍了无铅与铅焊料的很多关系。最后，您将了解很多有关无铅和铅焊料的知识。

但首先，什么是焊料？焊料是一种金属合金，由使用热铁熔化的铅和锡组成。熨斗的加热是在 600 华氏度的高温下进行的。熨斗冷却的那一刻，它会产生牢固的电键。

用于整个电子行业焊接的传统焊料是铅和锡的混合物。需要注意的重要一点是，不同类型的焊料可用于各种用途。即使在管道中，也大量使用焊料。

在电子产品中，组装商使用的焊料类型是 40% 的铅和 60% 的锡。它的名称为“共晶混合物”。虽然这是一个化学术语，但大多数情况下，这种混合物确实会在远低于您预期的温度下熔化。

(电子元件与电子线路板的焊接工艺)

2。无铅焊料VS。含铅焊料

所以，既然您了解什么是焊料，什么是无铅焊料和含铅焊料。铅焊锡有什么用途？这是两者之间的明确解释，以及含铅焊料的主要好处，尤其是在电子行业。

随着电子产品中铅用量的减少，现在几乎所有地方都在使用无铅焊料。基于健康和环境原因，一些指令禁止信息的商业用途。这意味着传统的含铅焊料不适用于任何焊接练习（尤其是对于业余爱好者）。

最近，传统的锡铅焊料正在迅速被替代，尤其是其他无铅焊料类型。目前市场上有几个品种。一种含有 0.7% 的铜和 99.3% 的锡。

然而，这不应该给爱好者或家庭建设者带来问题。这些新型无铅焊料的性能与传统焊料完全相同。

然后是含铅焊料。

铅基焊料是电子革命的起点。铅基混合物包含（60% 锡和 40% 铅）的混合物。它与大约 170 – 190° C 的一些熔点混合。被随便称为软焊料，由于其较低的熔点，容器是一个明显的选择。盒子是另一种防止锡晶须生长的材料。

我们为什么使用铅焊料有很多原因。大多数业余焊工在几乎所有项目中都使用无铅焊料。非商业项目或公共用途可能会使用含铅焊料。这些项目不需要严格的 RoHS 规定。

铅焊料因其高熔点而非常适合项目。在这里，不需要高温。基于高熔点，冷却时间更快，这意味着冷焊点的机会减少。

使用铅焊料，爱好者不必花费太多焊料。与那些商业制造商不同，冷却时间基于更快。减少使用是许多爱好者不受任何限制的一个重要原因。由于减少了使用量，铅焊料的废物也减少了。

（无铅焊锡、焊接工具、绿色印刷电路板）

3。为什么我们使用无铅焊料？

与含铅焊料相比，无铅焊料更好。那些改用无铅焊料的 PCBA 组装商充满了它的好处。

新 RoHS 法规

首先，我们使用无铅焊料作为符合 RoHS 准则的一种方式。 RoHS（有害物质限制）确实会影响整个电子行业。此外，它还涉及电子产品的制造。这些指令源自欧洲，限制在制造电子产品时使用危险化学品。

根据 RoHS 规定，不符合所有指令的电子制造商将无法开展业务。自 2006 年 7 月 1 日起，所有适用产品都需要通过 RoHS 指南。除铅外，其他危险化学品还包括邻苯二甲酸苄基丁酯、六价铬和邻苯二甲酸二异丁酯。

环境保护

除了 RoHS 法规外，组装商还倾向于使用无铅焊料来保护环境。进入地面的铅确实会进入土壤、空气和水中。这些信息有可能在后台停留很长时间。

我们在燃料中发现的铅会带来空气人口，尤其是在城市中心。高速公路和高速公路附近的土壤会随着时间的推移而堆积。当尘土飞扬时，铅颗粒会进入湖泊和周围的河流。铅最终可能会对海洋生物和湖泊周围的生物产生负面影响。

随着时间的推移，受到铅污染的饮用水可能是危险的。大量接触铅可能导致虚弱、贫血、脑和肾损伤。对于孕妇来说，信息可能是危险的。它会损害发育中婴儿的神经系统。

更好的PCB焊接

最后，但重要的是，制造商使用无铅焊料，因为它可以实现更好的 PCB 焊接。无铅焊料在回流期间不会扩散。因此，这意味着在 PCB 焊接期间结果会更好。在无铅焊接过程中，不会出现模板快速磨损和其他重大问题。

使用含铅焊料的电路制造商很可能会出现空洞和通孔圆角翘起。所有这些都是发生的情况，尤其是在使用含铅焊料时。但是使用无铅焊料时，PCB 上的结果非常好。

如果您比较无铅和含铅焊料的 PCB 结果，您会发现巨大的差异。您从无铅 PCB 中看到的产品是完美的。使用无铅焊料时，所有组件都正确地粘在板上。

（孤立的白色背景上的一卷含铅焊锡丝）

4.与有铅焊料相比，无铅焊料有哪些缺点？

铅焊料易于处理

虽然无铅焊料表现出色，但与无铅焊料相比，有铅焊料的性能更好。首先，铅焊料相对容易处理。即使蹒跚学步的孩子摄入或食用它，身体也会将其作为有毒物质吸收。

与无铅焊料不同，纯铅易于处理并从手上擦掉。无铅焊料并非如此。尽管如此，含铅焊料还是可以免费学习的。如果您想了解很多与焊料有关的知识，您通常会接受使用含铅焊料的培训。

需要低温

除了易于处理外，含铅焊料还需要较低的温度才能熔化。无铅焊料倾向于在大约 217°C/422°F 的高温下熔化。但铅基焊料并非如此。这些要求温度为 183°C/361°F。电子元件和 PCB 材料必须能够承受非常高的温度。

头部质量问题更少

使用铅焊锡，头部的质量问题也更少。无铅焊接工艺需要使用高功率烙铁。这样，您最终可能会损坏您的头部。同样，这可能会给您的董事会带来质量问题。但当您选择使用铅焊料时，情况并非如此。

基于无铅焊接过程中所需的高焊接温度，您可能需要快速拆下焊头。但是，当您采用铅焊接时，您可以避免这种情况。许多电路制造商都非常清楚这一因素。

缺乏表面张力

可以说，无铅焊料的最大缺点是缺乏表面张力。无铅焊料不能抵抗外力。如果暴露在恶劣的环境中，组件可能很容易脱落。

保质期

延长制造商使用的含铅助焊剂的保质期。然而，无铅焊接并非如此。由于在无铅焊接中暴露于氧气，这种变化可能不会持续很长时间。纯铅由较低的老化机制组成。与铅焊相比，它的保质期要长 2 倍。

（印刷电路板上的无铅焊接元件）

5。 无铅焊料 VS 之间的性能差异。铅焊料

熔点差

在性能方面，铅和无铅焊料的工作方式略有不同。第一个区别是熔点的不同。无铅焊料需要一些最高的烙铁温度。由于熔点高，您应该准备好等待更长的停留时间。

如前所述，传统铅焊料的熔点约为 183°C。另一方面，无铅焊料的温度为 217°C。由于无铅焊料的熔点很高，它会带来一些后果。例如，温度升高会导致焊料氧化。焊接温度也可能影响电解电容器。

润湿性

润湿性的差异也是另一个差异化因素。对于 PCB，润湿是熔融焊膏与 PCB 组件结合的正确程度。润湿不当的焊料看起来灰暗无光。当您使用无铅焊料时，润湿往往会变慢，并且外观上往往会变暗。但是传统的铅焊点往往是有光泽和干净的。润湿性不足会对 PCB 的接头造成危险。它使接头性能差，电路板废品率高。

适用温度不同

最后，不同的适用温度是两者之间的另一个性能差异。无铅焊料需要较高的烙铁温度。当涉及到铅焊料时，情况并非如此。与铅焊料不同，即使是无铅焊料的重熔温度也需要稍高一些。

（无铅焊锡和焊枪的近照）

6.无铅焊料VS之间的物理区别。铅焊

有铅焊料和无铅焊料之间有一些物理差异需要注意。可以说，两者之间最显着的区别是原材料。在两者的生产中，厂家使用助焊剂。当添加铅焊膏时，我们称之为铅变化。但是在添加无铅焊膏后，它就被称为无铅助焊剂。

下一个物理区别方面是使用上的差异。大多数情况下，铅焊料在业余爱好者的项目中有很多用途。这些项目不属于严格的 RoHS 指导方针。但另一方面，无铅焊接适用于必须满足 RoHS 指令的严肃项目。

无铅焊点的外观往往呈灰色、暗淡和粗糙。但是，如果您检查含铅焊点，它们中的大多数往往是有光泽和干净的。它们呈现出抛光的外观和更柔和的外观。此外，就密度而言，铅焊料往往比无铅焊料稍重。含铅焊料为 8.5g/m2，而无铅焊料为 3.5g/m2。

（孤立的白色背景上的无铅焊料）

7.无铅焊料与铅焊料– 无铅焊料造成的缺陷

无铅焊接，尤其是通过使用符合 RoHS 指令的焊接，本身并不是一个新概念。成千上万的电路板组装商在电路板组装过程中使用它。然而，一些值得注意的缺陷伴随着无铅焊接。这些缺陷通常涉及厚的多层PCB。

锡须

在这一点上，我们将尝试检查无铅焊料导致的重大缺陷。无铅焊料引起的第一个缺陷是锡晶须。锡须是从 PCB 表面突出的薄且导电的针状结构或细丝结构。这些表面由锡组成，作为最终的表面光洁度。

不幸的是，锡须构成了由铅焊料引起的重大缺陷。锡须会导致电路板上出现短路的情况。如果你想避免这种情况，那么你需要一些烙铁的经验。使用无铅焊料时，您需要良好的经验。焊接时您需要经验、实践和知识。

金属枝晶的生长

除了锡须的生长，铅焊料引起的另一个问题是金属枝晶的生长。金属枝晶的发展是影响船上功能的另一个已知问题。枝晶是一种枝晶状的金属氧化物沉积物或一块金属，您可以在 PCB 绝缘层的表面找到它。

金属枝晶具有几种不同的生长过程，这些过程来自锡晶须。金属枝晶由于离子电迁移而出现，并且对电路板也很危险。根据 PCB 组装商的说法，它们也会带来短路的情况。这些短路可能会影响电路板的功能。

生成 CAF

第三，无铅焊料容易产生CAF（Conducted Anode Filament）。由于电化学反应的实例，也会出现导电阳极丝。与前两者一样，导电阳极丝是导致 PCB 故障的另一个大问题。

尽管与有铅焊接相比，无铅焊接往往更理想，但它也有其缺点。如您所见，导电阳极丝就是这样一个问题。如果制造商不及早修复这个问题，最终可能会付出高昂的代价。

锡缺陷

最后，我们还有锡害或锡缺陷是无铅焊料可能引起的另一个问题。许多电子制造商似乎在这方面苦苦挣扎。锡害虫/缺陷的发生本身并不是可取的。

锡害虫确实发生在自发多态性相变期间。假设温度恰好低于 13 摄氏度。会有一些显着的变化。由密度7.30g/cm ³ 的白锡变 至灰色，厚度为 5.77g/cm ³ .

从理论上讲，锡害虫或缺陷具有威胁性。许多电路制造商尽最大努力确保他们避免锡害虫的发生。虽然它可能会导致可靠性风险，但在大多数情况下它们很少发生；锡里有杂质。

以上都是使用铅焊料时可能出现的缺陷。值得注意的是，这些还不是全部。其他包括铜污染、铜腐蚀的情况。圆角提升。一些报告了收缩空隙和较低的流动性，而另一些报告了更严格的操作参数。

如您所见，无铅焊料可能导致的缺陷非常多。然而，消除或最小化这些弱点本身并不是一个具有挑战性的过程。只要制造商坚持现代焊接技术，他们就可以避免这种情况。

（无铅焊接的缺陷）

8.无铅焊料与铅焊料– 我们应该如何选择最佳的铅焊解决方案？

那么，您如何选择要使用的焊料类型呢？您应该选择含铅焊料还是无铅焊料？在尽可能长的时间内，使用铅的同时使用焊料似乎是一种普遍的做法。没有人试图质疑它。然而，由于信息对个人健康造成破坏性影响，事情开始发生变化。

铅会导致肝功能衰竭和肾脏损害。对于可能摄入它的孕妇来说，情况更糟。由于许多人看到了充电的破坏性影响。开始采用无铅焊料的运动。无铅焊料不含铅。大型商业电子制造商强调信息的使用。

今天，如果你足够热心，你会注意到无铅焊料几乎适用于所有电子设备，尽管有些人认为使用它稍微难一些（例如它的高熔点）。尽管如此，我们还是会一点一点地克服困难。

但我们现在只能说，铅的选择取决于您的项目。您是想学习焊接知识的爱好者吗？也许您不是商业电路制造商。如果是这种情况，那么您会发现含铅焊料是理想的。它很便宜，而且你不会违反 RoHS 指令，因为它们不是商业的。

但是您是想要销售您的产品的优质制造商吗？如果是这样，那么您可能需要使用无铅焊料。无铅焊料环保，对人体健康无害。它们还带来了一些最好的电路板焊接效果。如果质量对您来说至关重要，那就选择无铅焊料。

（使用无铅焊料修复电路板）

总结

所以你有它;您应该了解无铅焊料和铅焊料之间的综合指南。根据您的项目，您可能必须在有铅焊料和无铅焊料之间进行选择。确保远离含铅焊料，因为您可能会遇到当局的麻烦。使用无铅焊料进行焊接可以获得最佳效果。

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