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1.3电气工程常用焊料 1.3.1锡铅焊料 锡铅焊料熔点低、耐腐蚀性好，对铜、铜合金和钢润湿性好，广泛应用于电气零部件、元件及引线连接以及普通端子和印刷电路板的连接等方面。虽然无铅封装和组装已经是大势所趋，但在一些特定领域尚没有开发出合适的无铅焊料，如服务器、存储器、微处理器以及针型压接连接器等方面使用的高熔点、高铅含量的锡铅焊料无法用无铅焊料进行替代，仍然在欧盟指令和我国指令的豁免条款之内。因而，锡铅焊料的使用量虽然在逐年递减，但目前仍有较大的应用价值和使用范围，本文仍然对其进行了详述介绍。 锡铅合金共晶成分中铅的质量份数为38.1%，共晶温度为183℃，图4.7-1为Sn－Pb二元合金相图。表4.7-2列出了常用锡铅焊料的化学成份和部分物理、力学性能。根据接头或焊点的电气性能、力学性能要求，工作温度在150℃以下的选用高锡的锡铅焊料，工作温度在200℃以上的选用高铅焊料。钎焊通信电缆用铅被覆护套时，为使作业时间充裕，应使用35％-40%Sn的锡铅焊料；电器接线用的软焊料，要求焊点隆起，应选用50%Sn左右的焊料。 图4.7-2 给出了锡铅焊料密度、电导率、热导率、抗拉强度、抗剪强度和延伸率等性能随铅含量的变化。由图可见，铅含量增加，锡铅焊料的密度增大，而热导率和电导率却迅速降低。强度和延伸率均出现峰值，强度的峰值出现在铅含量为20％左右时，延伸率峰值出现在铅含量为67％和80％左右。 锡铅焊料中加入锑，可提高焊料的抗氧化性，并提高接头热稳定性能；加入银可细化晶粒并提高耐蚀性。表4.7-3为添加微量合金元素的锡铅焊料的化学成份、性能和应用领域。 采用Sn－Pb焊料钎焊不同母材时的接头强度见表4.7-4。表4.7-5~表4.7-7分别列出了Sn－Pb焊料在不同工作温度下的力学性能。 图4.7-1 锡铅二元合金相图  表4.7-2 Sn－Pb焊料的化学成份及性能 化学成份 /（质量分数，％） 密度/ g/cm3 熔化温度/℃ 抗拉强度/MPa 延伸率/% 电阻率/μΩ·m 线膨胀系数/×10-6/℃ Pb Sn 固相线 液相线 0 100 7.31 232 232 19 43 12.85 22.4 10 余量 7.57 183 220 43 25 － 26 20 余量 7.87 183 208 45 22 － － 25 余量 8.02 183 196 44 22 － － 38 余量 8.35 183 183 41 34 14.13 24.7 50 余量 8.87 183 209 36 32 15.82 － 60 余量 9.31 183 235 32 63 17.07 25.0 67 余量 9.61 183 250 32 66 － － 70 余量 9.69 183 256 33 58 － － 75 余量 9.94 183 265 28 52.1 － － 80 余量 10.2 183 277 28 67 20.5 26.5 82 余量 10.2 183 277 28 67 － 26.0 85 余量 10.3 225 287 24 41 － － 90 余量 10.8 265 302 22 32 － 24.6 95 余量 11.0 300 314 － 21 － － 100 0 11.4 327 327 11 45 20 29.5  (a)密度 (b)电导率 (c)力学性能 图4.7-2 Sn－Pb焊料的物理、力学性能 表4.7-3 Sn－Pb焊料添加微量合金元素后的性能 型号 化学成份 /wt％ 密度 / g/cm3 熔点 /℃ 抗拉 强度 /MPa 延伸率 /％ 电阻率 /μΩ.m 特点及应用 Pb 其它 Sn S-Sn60Pb39Sb1 39 Sb：1 余 量 8.5 183- 185 46 34 0.145 熔点低，流动性好。用于钎焊工作温度较低及要求钎缝光洁的零件，如无线电零件、电气开关、计算机零件、易熔金属制品及热处理件等 S-Pb80Sn18Sb2 余量 Sb：2 18 10.23 183- 277 27 67 0.220 熔点高，凝固区间大。用烙铁进行钎焊比较困难，力学性能较差，主要用于钎焊铜及铜合金和镀锌铁皮等强度要求不高的零件 S-Pb68Sn30Sb2 余量 Sb：2 30 9.69 183- 256 32 - 0.182 润湿性和力学性能较好，常用于钎焊铜、黄铜、铁、镀锌铁皮等，如散热器、仪表、无线电元件、电缆护套等产品，应用较广 S-Pb58Sn40Sb2 余量 Sb：2 40 9.31 183- 235 37 63 0.170 熔点低，润湿性好，可得到较光洁的表面，力学性能较好。常用于钎焊铜及铜合金、钢、锌制零件，如散热器、无