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铅的基本物理和化学特性

发布时间:2014/4/29 20:33:10 访问次数:2586

   铅是…种蓝灰色金属,LH5P832D-10新暴露在空气中的铅表面有光亮的金属光泽,很快呈暗灰色。密度为ll.34g/cm3,熔点为327.4℃。铅的密度大,膨胀系数大,导电导热性能比锡差,因此纯金属铅不宜用于电子装联。

   铅的化学性能稳定、抗氧化、耐腐蚀,与锡有良好的互溶性,焊点表面很光滑。

   63Sn-37Pb锡铅共晶合金的基本特性

   1.密度

   Sn-Pb共晶合金的密度为8.5g/cm3。

   2.相变温度

   图3-2是Sn-Pb合金二元金相图。从Sn-Pb合金二元金相图中可以看出,在所有的Sn-Pb合金配比中,只有63Sn-37Pb合金配比有共晶点,所以63Sn-37Pb配比的Sn-Pb合金称为共晶合金。对于Sn/Pb共晶合金的组分,国际上也有微量的差异,有的研究杌构认为是62.7Sn-37.3Pb,有的研究机构(日本)认为是61.9Sn-38.lPb,目前大家都把63Sn-37Pb称为共晶合金。

   图3-2  Sn-Pb合金二元金相图

       

    在应用中,液相线温度等于熔点温度,固相线温度等于其软化温度。对于给定的合金成分,在液相线和固相线之间的温度范围是液相和固相共存范围,被认为是塑性范围或黏稠范围。液相线温度与固相线温度相等的合金组分,称为共晶合金,此温度称为共晶点或共晶线。共晶合金在升温时只要到达共晶点温度,立即从固相变成液相;反之,冷却凝固时只要降到共晶点温度,立

即从液相变成固相。因此共晶合金在熔化和凝固过程中没有塑性范围。

   合金凝固温度范围对焊接的工艺性和焊点质量影响极大,塑性范围大的合金,在合金凝固、形成焊点时需要较长时间。如果在合金凝固期间PCB和元器仵有任何振动,都会造成“焊点扰动”,

有可能会使焊点开裂。因此,选择焊料合金时应尽量选择共晶或近共晶合金。大多数冶金专家建义将塑性范围控制在10℃以内。为了保证焊点在最恶劣环境下的可靠性,建议焊料合金的液相线

温度(熔点)应至少高于工作温度上限值的两倍。

   3.电导率

   电导率是物质传送电流的能力,63Sn-37Pb共晶合金的电导率较高,达到11.6mS/cm。

   4.热导率

   热导率高,导热性好。焊料的热导率随温度的增加而减小。

   5.热膨胀系数(CTE)

   CTE是SMT业界关注和努力改进的问题。PCB、焊料、元器件焊端或引线的CTE不匹配将增加焊点上的应力和应变,缩短焊点的寿命,导致早期失效。

   6.黏度与表面张力

   黏度与表面张力是润湿性的重要性能。

   7.冷凝收缩现象

   63Sn-37Pb合金的热膨胀系数CTE是24.5 X10-6/℃,从室温升到183℃,体积会增大1.2%,而从183 aC降到室温,体积的收缩却为4%,故锡铅焊料焊点冷却后有时有缩小现象。无铅焊料也有冷凝收缩现象。


   铅是…种蓝灰色金属,LH5P832D-10新暴露在空气中的铅表面有光亮的金属光泽,很快呈暗灰色。密度为ll.34g/cm3,熔点为327.4℃。铅的密度大,膨胀系数大,导电导热性能比锡差,因此纯金属铅不宜用于电子装联。

   铅的化学性能稳定、抗氧化、耐腐蚀,与锡有良好的互溶性,焊点表面很光滑。

   63Sn-37Pb锡铅共晶合金的基本特性

   1.密度

   Sn-Pb共晶合金的密度为8.5g/cm3。

   2.相变温度

   图3-2是Sn-Pb合金二元金相图。从Sn-Pb合金二元金相图中可以看出,在所有的Sn-Pb合金配比中,只有63Sn-37Pb合金配比有共晶点,所以63Sn-37Pb配比的Sn-Pb合金称为共晶合金。对于Sn/Pb共晶合金的组分,国际上也有微量的差异,有的研究杌构认为是62.7Sn-37.3Pb,有的研究机构(日本)认为是61.9Sn-38.lPb,目前大家都把63Sn-37Pb称为共晶合金。

   图3-2  Sn-Pb合金二元金相图

       

    在应用中,液相线温度等于熔点温度,固相线温度等于其软化温度。对于给定的合金成分,在液相线和固相线之间的温度范围是液相和固相共存范围,被认为是塑性范围或黏稠范围。液相线温度与固相线温度相等的合金组分,称为共晶合金,此温度称为共晶点或共晶线。共晶合金在升温时只要到达共晶点温度,立即从固相变成液相;反之,冷却凝固时只要降到共晶点温度,立

即从液相变成固相。因此共晶合金在熔化和凝固过程中没有塑性范围。

   合金凝固温度范围对焊接的工艺性和焊点质量影响极大,塑性范围大的合金,在合金凝固、形成焊点时需要较长时间。如果在合金凝固期间PCB和元器仵有任何振动,都会造成“焊点扰动”,

有可能会使焊点开裂。因此,选择焊料合金时应尽量选择共晶或近共晶合金。大多数冶金专家建义将塑性范围控制在10℃以内。为了保证焊点在最恶劣环境下的可靠性,建议焊料合金的液相线

温度(熔点)应至少高于工作温度上限值的两倍。

   3.电导率

   电导率是物质传送电流的能力,63Sn-37Pb共晶合金的电导率较高,达到11.6mS/cm。

   4.热导率

   热导率高,导热性好。焊料的热导率随温度的增加而减小。

   5.热膨胀系数(CTE)

   CTE是SMT业界关注和努力改进的问题。PCB、焊料、元器件焊端或引线的CTE不匹配将增加焊点上的应力和应变,缩短焊点的寿命,导致早期失效。

   6.黏度与表面张力

   黏度与表面张力是润湿性的重要性能。

   7.冷凝收缩现象

   63Sn-37Pb合金的热膨胀系数CTE是24.5 X10-6/℃,从室温升到183℃,体积会增大1.2%,而从183 aC降到室温,体积的收缩却为4%,故锡铅焊料焊点冷却后有时有缩小现象。无铅焊料也有冷凝收缩现象。


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