说到电子产品制造，选择一家 焊料 选择合金并不是一个放之四海而皆准的决定。每种合金都有自己的强度、成本以及对不同制造工艺和最终使用环境的适用性。
无论您是在制造智能手机还是在组装汽车控制模块，您所使用的焊料合金都会影响可靠性、可制造性和合规性。本指南以实用的方式介绍了焊料合金的区别以及如何为您的应用做出正确的选择。
什么是焊接合金？
焊料合金是一种金属混合物，用于在金属表面之间建立可靠的电气和机械连接。虽然 纯锡 从技术上讲，镍合金可用于此目的，但与其他元素进行合金化可通过调整熔点、润湿性、强度和抗氧化性等特性显著提高其性能。常见的合金元素包括铅（Pb）、银（Ag）、铜（Cu）、镍（Ni）、锑（Sb）和铋（Bi）。
这些组合经过精心设计，以满足特定应用的需求--有些更适合高可靠性的航空航天组件，而另一些则针对大批量消费品进行了优化。
合金选择的关键因素
成本始终是一个考虑因素，尤其是在大批量生产时。例如，银可以提高润湿性和强度，但也会大大增加材料成本。根据不同的应用，含银量较低的合金或无银配方可在不严重影响性能的情况下帮助降低成本。
强度和可靠性同样重要--尤其是在需要承受热应力或机械应力的组件中。在这种情况下，具有优异抗疲劳性和接头耐久性的合金是更好的投资选择，即使其价格略高。
合金的熔化温度也起着至关重要的作用。较高的熔点会给部件和基底带来更大的热应力，这对温度敏感部件来说尤其棘手。同时 熔点较低 虽然可以简化加工过程，但对于要求苛刻的环境来说，可能无法提供足够的强度或可靠性。
最后，环境和监管合规性往往也是合金选择的驱动力。2006 年，《有害物质限用指令》（RoHS）改变了游戏规则，限制在全球许多市场销售的电子产品中使用铅。这导致了从传统锡铅焊料向无铅替代品的广泛过渡，尤其是在消费和商业应用领域。然而，一些行业，如航空航天和军事，仍不在限制之列，并继续依赖高可靠性的含铅焊料。
铅焊料与无铅焊料
几十年来，用于焊接的常用合金是 Sn63Pb37，这是一种共晶锡铅合金，因其出色的润湿性能、快速凝固和 183°C 的低熔点而闻名。这些特性使其易于使用，尤其是在大规模生产环境中。尽管法规发生了变化，但这种合金至今仍在适用豁免的行业中使用，这主要是因为它在可靠性和易加工性方面具有无与伦比的性能。
在 RoHS 指令的推动下，大部分电子行业开始采用无铅焊接技术，从而引发了合金开发的创新浪潮。制造商开始探索不同组合的新合金元素，以确定可行的替代品。最终，许多无铅合金往往具有更高的熔点和不同的润湿行为，这就需要对工艺和材料进行调整。
新一代无铅合金简介
没有一种合金能完美替代传统锡铅。取而代之的是 合金开发 每一个阶段都在解决前一个阶段的局限性。
第一代无铅合金 包括 SAC305它是一种锡银铜混合物，含有 3% 银和 0.5% 铜。由于 SAC305 具有稳定的综合性能，而且可用于各种焊料形式（锡膏、锡条和锡线），因此成为行业标准。不过，SAC305 也有其缺点。它比锡铅昂贵，在热应力和机械可靠性方面的容错性较差。
第二代合金 就是针对这些问题而推出的。它们包括 SAC105 和 SAC0307 等低银选择，以及无银替代品，如 SN100C®.这些合金可降低成本，在某些情况下还具有以下优点 糟粕 或减少波峰焊中的铜侵蚀。不过，它们通常熔化温度较高，在某些情况下机械强度较低。
第三代合金 采用新的方法，利用铋等元素，这些元素以前因与铅不相容而被避免使用。随着传统含铅工艺的淘汰，像 AIM 的合金 REL61 和 REL22 提供了显著的优势。例如，与 SAC305 相比，REL61 降低了成本，提高了性能。而 REL22 则是为以下目的而设计的 高可靠性在苛刻或任务关键型应用中，其性能可与锡铅媲美。
合金与应用相匹配
选择合适的合金取决于您的工艺和最终产品要求。以下是一些关于何时使用哪种合金的一般指导原则：
- 一般无铅应用:SAC305 因其多功能性和良好的性能记录而一直是首选。它几乎适用于所有焊料产品形式，并与无铅/有铅混合环境兼容。
- 具有成本意识的可靠波峰焊接:SN100C 在这方面表现突出。它能减少铜溶解和铜渣形成，提高工艺稳定性。它还具有良好的机械性能，通常比 SAC305 更经济。
- 全无铅、成本敏感型工艺:REL61 在性能和价值之间取得了很好的平衡。其铋含量可改善润湿性并减少空泡，但可能与含铅工艺不兼容。
- 高可靠性应用:REL22 专为极端环境而设计，例如汽车引擎盖下、航空航天或工业控制。它具有卓越的抗疲劳性和热稳定性，但材料成本较高。
- 低温要求:对于温度敏感的组件，如使用某些塑料或易碎部件的组件，Sn42/Bi57/Ag1 的熔点仅为 138°C。它是必须将热应力降至最低的理想选择。
- 遗留或豁免部门:Sn63Pb37 在许多方面仍然是无与伦比的，并继续用于适用 RoHS 豁免的地方。它的共晶性质确保了可预测的加工过程和坚固耐用的接头。
最后的思考：选择正确的合金
选择焊料合金并不是一个放之四海而皆准的决定。它需要平衡技术性能、成本、合规性以及与现有工艺的兼容性。
随着行业的不断创新，REL61 和 REL22 等新型合金在性能、可靠性和价值方面不断提高。了解不同成分之间的权衡可以帮助制造商优化生产、提高产品寿命并降低总拥有成本。
如果您不确定哪种合金最适合您的应用，请咨询您的 焊料供应商的技术团队.在 AIM，我们与客户密切合作，评估工艺要求，并推荐适合其目标的材料。因为在焊料方面，正确的合金会产生不同的效果。
