详解无铅优质高强度中温锡膏

在无铅锡膏中，锡铋银（Sn-Bi-Ag）合金体系的Sn64Bi35Ag1（熔点145-179℃）和Sn-Ag-Cu-Mn四元合金（熔点190-220℃）是目前综合性能最优的优质高强度中温锡膏代表。

其强度、润湿性及工艺兼容性可通过合金成分优化与助焊剂配方协同提升，具体技术解析如下：

核心合金体系与性能参数；

 1. Sn-Bi-Ag合金（典型：Sn64Bi35Ag1）

 成分特性：铋（Bi）含量35%提升焊点硬度，银（Ag）1%优化润湿性，锡（Sn）64%平衡韧性。

机械强度：

抗拉强度：48-52 MPa（比传统Sn42Bi58提升20%） 。

剪切强度：45-48 MPa（老化100小时后仍保持85%初始值）。

工艺优势：

中温回流峰值温度：170-200℃，比SAC305（245-265℃）降低30-60℃，适配热敏元件（如柔性PCB、OLED屏幕） 。

低空洞率：通过优化助焊剂活性（RA级），BGA焊点空洞率可控制在5%以内 。

典型应用：

消费电子：手机主板双面焊接（避免高温元件二次熔化）、折叠屏铰链连接。

汽车电子：传感器模块（如胎压监测TPMS）、车载摄像头封装。

 2. Sn-Ag-Cu-Mn四元合金（熔点190-220℃）

 成分特性：添加锰（Mn）元素细化晶粒，提升抗疲劳性能，同时保持SAC合金的高可靠性。

机械强度：

抗拉强度：45-48 MPa（接近SAC305的40-45 MPa）。

抗冷热冲击：在-40℃至125℃循环1000次后，焊点强度衰减≤10% 。

工艺优势：

中温工艺窗口宽：峰值温度210-240℃，兼容传统SAC305设备，无需大规模产线改造。

润湿性优化：通过添加纳米银线（0.5%），润湿性比SAC305提升15%，可焊接镍钯金（ENEPIG）等难焊表面。

典型应用：

工业控制：PLC模块、变频器IGBT焊接（需承受长期振动）。

5G通信：基站射频模块（需低阻抗焊点保障信号传输） 。

工艺适配与可靠性验证；

 1. 回流曲线优化

 预热阶段：以1.5-2℃/秒速率升温至150-170℃，保温60-90秒，确保助焊剂充分激活 。

回流阶段：

Sn64Bi35Ag1：峰值温度170-200℃，液相线以上时间40-60秒。

Sn-Ag-Cu-Mn：峰值温度210-240℃，液相线以上时间60-90秒。

冷却速率：采用3-5℃/秒快速冷却，细化晶粒结构，提升焊点抗疲劳性 。

 2. 可靠性测试

 温循测试：-40℃至125℃循环1000次后，Sn64Bi35Ag1焊点裂纹扩展速率比Sn42Bi58降低30% 。

振动测试：10-2000Hz扫频振动2小时，Sn-Ag-Cu-Mn焊点脱落率为0（通过IATF16949认证） 。

选型建议与成本平衡；

 1. 优先场景：

热敏元件焊接：首选Sn64Bi35Ag1，兼顾强度与低温特性。

高可靠性需求：选择Sn-Ag-Cu-Mn，抗老化性能优于传统中温锡膏。

2. 成本考量：

Sn64Bi35Ag1成本比SAC305低15-20%（银含量仅1%），适合大规模消费电子生产。

Sn-Ag-Cu-Mn因添加锰元素，成本比SAC305高5-8%，但长期维护成本更低（故障率减少50%） 。

3. 风险提示：

Bi基合金长期高温（＞100℃）下可能出现Bi相偏析，建议在85℃以下环境使用。

含锰合金需控制焊接时间，避免过度氧化导致润湿性下降。

 总结

Sn64Bi35Ag1和Sn-Ag-Cu-Mn是当前无铅中温锡膏的标杆产品，前者以低温高润湿性见长，后者以高强度抗老化取胜。

企业可根据元件耐温、成本预算及可靠性要求灵活选择。

若需进一步提升性能，2025年新推出的S

n-Bi-Ag-In四元合金（熔点178℃）通过铟元素优化韧性，可满足5G基站等超精密焊接需求。