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PCBA有铅工艺和无铅工艺的主要区别
4 天前   浏览:178   来源:小萍子

在电子设备制造过程中,PCBA贴片加工是至关重要的一环。而选择无铅工艺还是有铅工艺,对于电子设备的质量、环保标准及市场接受度有着重大影响。

一、基本概念

有铅工艺:这是传统的焊接工艺,其中铅是关键的组成部分。铅的加入能够有效降低焊接温度,提升焊接的可靠性和稳定性。
有铅焊料通常是锡铅合金,如最常见的63/37锡铅合金,即锡占63%,铅占37%。
无铅工艺:随着环保意识的提升,无铅工艺逐渐成为主流。无铅工艺使用无铅焊料进行焊接,旨在减少对环境和人体的危害,并符合RoHS(限制有害物质指令)等环保法规的要求。
无铅焊料通常是锡银铜合金(SAC),如SAC 305,即锡占96.5%,银占3%,铜占0.5%。需要注意的是,无铅工艺并非绝对不含铅,而是铅含量极低,通常低于500PPM(百万分之一)。

二、主要区别

01 环保性

有铅工艺:使用含铅焊料,对环境有污染风险,不符合现代环保趋势。铅是一种有毒重金属,长期接触含铅物质可能对操作人员的健康造成潜在威胁,且处理含铅废物也会对环境造成污染。


无铅工艺:使用环保型焊料,对环境友好,符合当前绿色环保的趋势。无铅工艺减少了操作人员接触有害物质的风险,提高了工作环境的安全性,同时也有助于减少电子废物中的环境污染。

02 焊接温度

有铅工艺:铅的熔点较低,焊接温度通常在180°C至185°C之间,工作温度约在240°C至250°C。这使得有铅工艺在焊接过程中需要的温度相对较低,易于控制。


无铅工艺:无铅焊料的熔点较高,通常在210°C至235°C之间,工作温度在245°C至280°C。因此,无铅工艺在焊接过程中需要更高的温度,对焊接设备和技术要求也更高。

03 焊接可靠性

有铅工艺:铅的加入提高了焊点的延展性和韧性,使焊接点更加可靠。有铅焊料具有良好的润湿性和可塑性,可以在温度变化下承受一定的应力而不容易断裂。


无铅工艺:由于无铅焊料的物理特性不同,其焊接点的机械强度和可靠性可能略逊于有铅焊料。然而,随着无铅技术的不断发展,这一差距正在逐渐缩小。无铅焊点的抗疲劳性能通常优于有铅焊点,有助于提高产品的使用寿命。

04 成本考虑

有铅工艺:技术成熟,成本相对较低。有铅焊料的价格相对便宜,且焊接设备和技术要求较低,因此整体成本较低。


无铅工艺:初期需要特定的无铅焊料和设备,成本较高。无铅焊料的价格通常高于有铅焊料,且焊接过程需要更高的温度和时间控制精度,增加了设备和能源成本。但随着技术进步和规模效应显现,无铅工艺的成本差异正在逐渐减小。

05 法规遵从性

有铅工艺:可能不符合某些国家和地区的环保法规,如欧盟的RoHS指令。随着全球环保意识的提升,越来越多的国家和地区开始限制或禁止使用含铅的电子产品。


无铅工艺:符合环保法规要求,有助于企业顺利进入国际市场。采用无铅工艺可以避免因违反环保法规而导致的贸易壁垒和市场准入问题。

06 工艺难度

有铅工艺:操作相对简单,生产效率较高。由于焊接温度较低,焊接速度更快,且焊点质量容易控制,不容易出现焊点损坏。


无铅工艺:操作相对更复杂,需要更高的温度控制精度和时间控制精度。无铅焊接过程对焊接设备和技术要求更高,且由于焊接温度较高,容易对电子元器件造成热损害。

07 焊点外观与检测

有铅工艺:焊点表面通常呈现亮白色,光泽度较好。有铅焊料不容易出现焊点的损坏,且可以通过外观来判断焊接质量。


无铅工艺:焊点呈现淡黄色,条纹更明显,且比有铅焊点显得更粗糙、不平整。这是由于无铅焊料的表面张力较高,不易流动所致。无铅焊点的检测需要借助更先进的检测设备和技术。

有铅工艺操作简单、生产效率高、成本低廉,但存在健康和环保问题,且焊点的可靠性可能较低。无铅工艺则在环保和焊点可靠性方面具有优势,但操作复杂、成本较高。
电子设备厂家在选择无铅工艺还是有铅工艺时,需要综合考虑市场需求、法规遵从、成本效益、技术实力、供应链以及产品特性等多个因素。随着环保意识的提升和技术的进步,无铅工艺将成为未来的主流趋势。


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