錫膏各種合金成分的物理特性及可靠性
來源:優(yōu)特爾錫膏 瀏覽: 發(fā)布時(shí)間:2025-07-16
錫膏的合金成分直接決定了其物理特性(如熔點(diǎn)、強(qiáng)度、流動(dòng)性等)和可靠性(如熱穩(wěn)定性、抗疲勞性、環(huán)境適應(yīng)性等),不同合金適用于不同場(chǎng)景常見錫膏合金成分的分類及關(guān)鍵特性分析:
傳統(tǒng)錫鉛合金(Sn-Pb,已受限但仍有特殊應(yīng)用);
典型成分:共晶型 Sn63Pb37(錫63%、鉛37%),非共晶型如Sn60Pb40等。
物理特性:
熔點(diǎn)低(共晶型183℃),焊接溫度低(200-230℃);
流動(dòng)性極佳,潤(rùn)濕性好,焊接操作難度低;
延展性好,強(qiáng)度適中,脆性低。
可靠性:
熱循環(huán)性能優(yōu)異,在溫度變化環(huán)境下不易開裂,機(jī)械可靠性高;
抗氧化性較好,焊點(diǎn)外觀光亮;
但含鉛,不符合RoHS等環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),僅用于特定豁免場(chǎng)景(如軍事、航空航天某些領(lǐng)域)。
無鉛合金(主流,符合環(huán)保要求);
1. 錫銀銅合金(SAC,Sn-Ag-Cu)
典型成分:SAC305(Sn96.5%Ag3%Cu0.5%)、SAC0307(Sn99.0%Ag0.3%Cu0.7%)等,銀含量越高,成本越高。
物理特性:
熔點(diǎn):217-220℃(SAC305),隨銀含量降低熔點(diǎn)略升;
強(qiáng)度高、硬度適中,流動(dòng)性良好,焊接性優(yōu)異;
無鉛環(huán)保,符合RoHS。
可靠性:
熱循環(huán)性能突出,在-40℃~125℃的冷熱沖擊下焊點(diǎn)不易失效,適合高溫高濕或溫度波動(dòng)大的場(chǎng)景(如汽車電子、工業(yè)設(shè)備);
抗氧化性強(qiáng),焊點(diǎn)長(zhǎng)期穩(wěn)定性好;
缺點(diǎn)是成本較高(因含銀),銀含量過高可能增加焊點(diǎn)脆性。
2. 錫銅合金(Sn-Cu)
典型成分:Sn99.3Cu0.7(最常見)。
物理特性:
熔點(diǎn)約227℃(高于SAC);
流動(dòng)性良好,焊接性穩(wěn)定;
成本低(不含銀),性價(jià)比高。
可靠性:
熱疲勞性能略遜于SAC(高溫循環(huán)下焊點(diǎn)開裂風(fēng)險(xiǎn)稍高),但滿足一般消費(fèi)電子、家電等場(chǎng)景需求;
抗氧化性較好,焊點(diǎn)長(zhǎng)期穩(wěn)定性可靠;
適合對(duì)成本敏感、無高溫強(qiáng)沖擊的普通應(yīng)用(如電腦外設(shè)、小家電)。
3. 錫銀合金(Sn-Ag)
典型成分:Sn96.5Ag3.5(共晶)。
物理特性:
熔點(diǎn)約221℃;
強(qiáng)度高,硬度高于SAC和Sn-Cu;
流動(dòng)性略差于SAC。
可靠性:
高溫穩(wěn)定性好,但韌性較低(脆性略高),振動(dòng)環(huán)境下可靠性稍遜于SAC;
適合對(duì)強(qiáng)度要求高、無劇烈振動(dòng)的高溫場(chǎng)景(如部分工業(yè)控件)。
4. 錫鉍合金(Sn-Bi)
典型成分:Sn58Bi(共晶)。
物理特性:
熔點(diǎn)極低(約138℃),屬于低溫合金;
焊接溫度低(適合熱敏元件),流動(dòng)性一般;
強(qiáng)度低,脆性大(易受沖擊斷裂)。
可靠性:
熱穩(wěn)定性差,高溫(>80℃)下易軟化,長(zhǎng)期使用易出現(xiàn)焊點(diǎn)開裂;
抗氧化性一般,焊點(diǎn)易氧化變色;
僅適合低溫場(chǎng)景(如LED燈帶、熱敏傳感器),且需避免高溫環(huán)境。
5. 其他小眾合金
錫鋅合金(Sn-Zn):典型Sn91Zn9,熔點(diǎn)約199℃,成本低但抗氧化性極差(焊接時(shí)易產(chǎn)生氧化渣),可靠性低,僅用于對(duì)成本極敏感且無嚴(yán)格可靠性要求的場(chǎng)景。
錫銻合金(Sn-Sb):熔點(diǎn)約235℃,強(qiáng)度高但脆性大,主要用于特定高溫密封場(chǎng)景(如蓄電池極柱焊接)。
選型核心依據(jù)
高溫可靠性優(yōu)先:選SAC(如SAC305),耐受-40~125℃循環(huán)。
低溫焊接需求:選Sn-Bi,但需接受低強(qiáng)度和高溫脆性。
成本敏感:選Sn-Cu(Sn99.3Cu0.7),平衡性能與成本。
強(qiáng)度與環(huán)保:Sn-Ag適合高強(qiáng)度但可接受略高脆性的場(chǎng)景。
可靠性需結(jié)合應(yīng)用環(huán)境(溫度、振動(dòng)、濕度)綜合判斷,無鉛合金中SAC系列是綜合性能最優(yōu)的主流選擇。