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―――Sn-0.7Cu、Sn-0.5Ag-0.7Cu、Sn-3.0Ag-0.5Cu無鉛焊料對比
1. 基本性能對比
|
系列 |
共晶成份 |
熔 點 |
應用範圍 |
對 比 |
|
Sn-0.7Cu |
Sn-0.7Cu |
227OC |
主要適用於手工烙鐵焊、浸焊和波峰焊 |
由於無鉛焊料各組元素之前的熔點差別很大，因此應該盡可能選用最簡單的二元合金，組元元素越大，就越難形成均勻的顯微組織; 就軟釺焊來說，具備共晶成分的焊料合金其焊接性能是最好的 |
|
Sn-0.5Ag-0.7Cu |
--- |
217-227 OC |
主要適用於手工烙鐵焊、浸焊和波峰焊 |
具有Sn-Ag-Cu系列無鉛焊料的各項性能，同時亦有成本優勢。 |
|
Sn-3.0Ag-0.5Cu |
--- |
217-221 OC |
主要適用無鉛回流焊, 亦可適用於手工烙鐵焊、浸焊和波峰焊 |
由於受電子元器件耐熱衝擊性能的限制，回流焊的峰值溫度一般不能超過250 oC；Sn-3.0Ag-0.5Cu的熔點略低，因此其更適合應用在無鉛回流焊；但含銀量高，成本較高，沒有價格優勢，有專利風險。 |
2. 物理性能對比
|
材料性能 |
Sn-0.7Cu |
Sn-0.5Ag-0.7Cu |
Sn-3.0Ag-0.5Cu |
|
熔化溫度，°C |
227 |
217-227 |
217-221 |
|
拉伸強度，MPa |
28 |
31 |
32 |
|
延伸率，% |
23 |
23 |
24 |
|
硬度，HV |
11.3 |
14.3 |
15.2 |
|
密度，g/cm3 |
7.33 |
7.34 |
7.39 |
|
熱容，J/kg C |
0.25 |
0.17 |
0.22 |
|
熱膨脹係數，10-5/°C |
1.88 |
1.80 |
1.91 |
|
潤濕時間，sec |
0.97 |
0.75 |
0.68 |
|
潤濕力，mN/mm |
0.14 |
0.21 |
0.25 |
|
Cu腐蝕度(3秒接觸) |
11.6 |
10.5 |
11.0 |
|
錫渣量對比 |
1.01 |
1.0 |
0.99 |
|
相對成本 |
0.55-0.65 |
0.65-0.75 |
1.0 |
3. 顯微組織圖
Sn-0.7Cu Sn-0.5Ag-0.7Cu Sn-3.0Ag-0.5Cu
Sn-Cu系相圖 ( Sn-0.7Cu )
5. 焊點強度對比
通孔插裝焊點拉脫強度對比，單位：Newtons
|
元器件 |
|
Sn-0.5Ag-0.7Cu |
Sn-3.0Ag-0.5Cu |
Sn-0.7Cu |
|
大體積電阻 |
平均值 |
72 |
66 |
78 |
|
標準偏差 |
11 |
11 |
14 | |
|
熱沈管腳 |
平均值 |
205 |
218 |
192 |
|
標準偏差 |
19 |
22 |
23 |
表面貼裝元件焊點剪切強度對比，單位：Newtons
|
元器件 |
|
Sn-0.5Ag-0.7Cu |
Sn-3.0Ag-0.5Cu |
Sn-0.7Cu |
|
1208片式電阻 |
平均值 |
140 |
135 |
138 |
|
標準偏差 |
12 |
25 |
20 |
Sn-0.7Cu、Sn-0.5Ag-0.7Cu合金的焊點強度等同於或略優於Sn-3.0Ag-0.5Cu合金
8. 成本計算
|
系列 |
原材料成本 |
清爐回收比率 |
損耗費用 |
|
Sn-0.7Cu |
以Sn-0.7Cu比較，基準爲1 |
7折 |
以Sn-0.7Cu爲基準，損耗3成 |
|
Sn-0.5Ag-0.7Cu |
Sn-0.7Cu的1.2倍 |
6折 |
以Sn-0.7Cu爲基準，損耗4×1.2=4.8成 |
|
Sn-3.0Ag-0.5Cu |
Sn-0.7Cu的1.8倍 |
5折 |
以Sn-0.7Cu爲基準，損耗5×1.8=9成 |
例：一個客戶焊料用量爲1000KG/月，以12月/年計算，假設Sn-0.7Cu無鉛錫條100.00元/KG，請看如下結論：
|
系列 |
原材料成本 |
清爐損耗費用(5次/年計算) |
|
Sn-0.7Cu |
￥100元×1000KG×12月=￥120萬元 |
￥100元×1000KG×3成×5次=￥15萬元 |
|
Sn-0.5Ag-0.7Cu |
￥100元×1.2倍×1000KG×12月=￥144萬元 |
￥100元×1000KG×4.8成×5次=￥24萬元 |
|
Sn-3.0Ag-0.5Cu |
￥100元×1.8倍×1000KG ×12月=￥216萬元 |
￥100元×1000KG×9成×5次=￥45萬元 |
|
結論 |
如客戶以月用量1噸計算，使用Sn-0.7Cu焊料比Sn-3.0Ag-0.5Cu焊料，1年可節省100多萬元，使用Sn-0.5Ag-0.7Cu焊料比Sn-3.0Ag-0.5Cu焊料，1年可節省90多萬元 | |
9. 實際案例
無鉛波峰焊推薦使用Sn-0.7Cu無铅焊料
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