软钎料的成分、杂质范围及性能介绍

8.2.1.1 锡铅钎料

SnPb钎料是最常用的软钎料，材料成本低，钎焊工艺性能优良。国家标准GB/T 3131—2001将SnPb钎料分为AA、A、B三个级别。在钎料牌号前用S代表软钎料。国家标准规定的锡铅钎料合金成分和杂质控制范围列于表8.2-1及表8.2-2中。表8.2-3为锡铅钎料物理性能。

8.2.1.2 电子组装用无铅软钎料

由于废弃电子产品中的铅很难回收，对环境及人体健康造成危害。随着欧盟“关于在电气电子设备中限制使用某些有害物质的指令（RoHS）”及我国“电子信息产品污染控制管理办法”的实施，要求电子电气产品使用Pb含量不超过0.1%（质量分数）的无铅钎料。

替代SnPb钎料的无铅合金系，主要有SnCu、SnBi、SnAg、SnZn等二元合金；SnAgCu、SnAgBi、SnZnBi等三元合金，见表8.2-4。波峰焊主要采用SnCu（SC）共晶钎料合金，再流焊主要采用SnAgCu（SAC）共晶或近共晶钎料合金。SAC系合金有多种配方，其中Ag含量多为1%～4%（质量分数），Cu含量多为0.5%～0.7%（质量分数）。为了改善无铅钎料的性能，开发了多种添加微量元素的SnCuX、SnAgCuX等多元合金钎料，主要微量添加元素有Ni、RE、Ge、Co、P等。另外，在钎料合金基体中添加微米/纳米颗粒增强的复合钎料，也显示出优异的性能。主要添加颗粒有金属、氧化物、陶瓷、碳纳米管、POSS等。目前，虽然无铅替代已在电子电气行业开始实施，由于无铅钎料在润湿性、铺展性及跌落冲击性能等方面，与传统SnPb钎料仍有较大差距，因此在军工产品等领域仍可使用含铅钎料。表8.2-5为部分无铅钎料的力学与物理性能。

表8.2-1 AA级锡铅钎料的化学成分(GB/T 3131—2001)

表8.2-2 A级锡铅钎料的化学成分(GB/T 3131—2001)

表8.2-3 锡铅钎料的物理性能（GB/T 3131—2001）

表8.2-4 典型无铅钎料

（续）

表8.2-5 无铅钎料的力学与物理性能

①代表不同的资料来源。

8.2.1.3 铅钎料

铅钎料的成分与性能列于表8.2-6。由于其熔化温度较高，适于要求一定强度的接头，或用于多级电子封装的前级封装。由于Au20Sn钎料接头脆且钎料价格昂贵，近年来探索ZnAl或BiAg系合金替代高铅钎料的可能性，但尚未得到实际应用。

表8.2-6 铅钎料的化学成分和熔化温度

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8.2.1.4 锌钎料

锌钎料熔化温度为350～500℃，适于钎焊铝合金制品，如各种散热器、灯泡、电动机整流子等。常用Zn钎料见表8.2-7，主要为ZnAl合金及ZnAlCu合金，铺展性能较差。

表8.2-7 锌钎料的化学成分和熔化温度

8.2.1.5 镉钎料

镉钎料是软钎料中耐热性能最好的钎料，主要有CdAg系及CdZn系合金两类，可钎焊铜及铜合金，工作温度可达250℃。主要Cd钎料见表8.2-8。由于Cd的毒性大，除特殊需要，不推荐使用。

表8.2-8 镉钎料的化学成分和熔化温度

8.2.1.6 金钎料

金钎料主要用于半导体电子封装以及不锈钢等异种材料钎焊，属于中温钎料。虽然价格较高，但接头强度、耐蚀性及钎焊工艺性能良好，可进行高温软钎焊或低温硬钎焊。Au基软钎料主要为AuSn及AuGe合金，见表8.2-9。

表8.2-9 金钎料的化学成分和熔化温度

8.2.1.7 低温钎料

低温钎料有铟钎料、铋钎料及镓钎料。铟钎料因塑性好，可用于电器件真空封装。铋钎料可作为易熔合金制造消防等敏感器件。镓钎料的熔化温度在30℃以下，主要用于制造微电子器件。三种钎料的主要成分及熔化温度见表8.2-10～表8.2-12。

表8.2-10 铟钎料的化学成分和熔化温度

表8.2-11 铋钎料的化学成分和熔化温度

表8.2-12 镓钎料的化学成分和熔化温度