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1、无铅技术术在家电电生产中中的应用用我国是一一个家电电大国，据据统计220044年我国国家用电电器行业业完成销销售收入入31446亿元元，已经经成为一一个成熟熟的产业业，特别别是由于于家用电电器的出出口迅速速增长，220044年家用用电器出出口总额额1711.9亿亿美元。目目前，中中国家用用电器产产品出口口到亚洲洲、欧洲洲、北美美三大主主市场处处于相对对均衡的的格局。220044年中国国对上述述三个市市场的家家电产品品出口额额分别占占到家电电出口总总额的332%、332%、228%，三三者合计计占到市市场总量量的900%以上上1。但是是随着这这些地区区对于家家电产品品无铅化化的要求求，我国国家电
2、电电子生产产商面临临着严峻峻的考验验。 无铅技术术提出的的背景 20002年110月111日，欧欧盟通过过了WEEEE（报报废电子子电气设设备指令令）和RRoHss（关于于在电子子电气设设备中禁禁止使用用某些有有害物质质指令）。特特别是RRoHss要求从从20006年77月1日日起出口口到欧盟盟的电子子设备中中禁止含含有铅这这种元素素。随着着这一日日期的日日益临近近，无铅铅化已经经成为大大家关注注的焦点点。亚洲洲方面，日日本的JJEIDDA（日日本电子子工业发发展协会会）已提提出新产产品中的的无铅化化路线图图，到220033年末，大大约800%的电电子生产产商已生生产无铅铅产品。无无铅焊料料应
3、用于于所有元元件、材材料和产产品的计计划将在在20005年末末完成。JJEIDDA同时时要求出出口到日日本的电电子、家家电产品品进行检检验，严严格控制制含铅产产品进入入日本市市场。美美国NEEMI（美美国电子子机器制制造者协协会）于于19999年成成立专门门工作组组，以帮帮助北美美公司在在20001年启启动无铅铅电子组组装，包包括IBBM、MMotoorolla、IInteel在内内的众多多世界著著名公司司都已经经参与到到这项工工作中。与与此同时时许多相相关的法法律、法法规的相相继出台台限制了了出口到到美国的的含铅家家电产品品。如果果我国的的家电企企业不采采取措施施进行无无铅化生生产，必必将造
4、成成巨大的的经济损损失。 随着我我国现代代化进程程的不断断发展，国国家对可可持续发发展的重重视以及及人们对对环保的的要求不不断提高高，铅对对人体有有危害的的观念已已经深入入人心。同同时在电电子产品品的环保保方面，国国家也制制定了相相关的法法律。特特别是220033年年底底出台了了电子子产品生生产污染染防治管管理办法法，被被外界称称为中国国版的WWEEEE。这部部法律中中规定了了六种有有毒有害害物质在在使用中中受到的的限制，铅铅元素位位列其中中。对这这些元素素禁止使使用的日日期为220066年7月月1日（和和欧盟的的ROHHS同时时）。今今天，家家电、电电子生产产企业要要想在竞竞争激烈烈的在市市
5、场中站站稳脚跟跟，就要要根据国国家的法法律来改改进产品品的生产产，做到到产品的的无铅化化。 另另外对于于企业自自身来说说，由于于国家制制定了废废旧家电电及电子子产品回回收处理理管理条条例，要要求企业业对生产产的电子子、家电电产品的的回收负负责。从从成本上上讲，回回收利用用的成本本太高，使使得家电电产品的的回收成成为一个个非盈利利性的行行业，其其综合成成本已经经超过采采用无铅铅生产方方式的成成本。所所以无铅铅化又是是一个非非常现实实的经济济问题。 无铅技技术在电电子、家家电产品品中的应应用现状状 现在在无铅技技术的研研究主要要集中在在无铅钎钎料的研研究与开开发。国国际上公公认的有有发展前前景的合
6、合金系列列主要集集中在SSn-AAg、SSn-CCu和SSn-ZZn等二二元合金金系以及及Sn-Ag-Cu三三元合金金。国内内外关于于无铅钎钎料的研研究也主主要是围围绕着这这几种合合金系进进行的。 国外外研究现现状 美美国的高高校、研研究机构构及企业业投入了了很大的的精力开开发无铅铅钎料，做做出了许许多开创创性的工工作。密密歇根州州立大学学化学工工程与材材料学系系的Luucass等人首首次提出出并研究究了复合合无铅钎钎料，用用微米、纳纳米尺度度的Agg、Cuu等颗粒粒来增强强钎料的的力学性性能，特特别是抗抗蠕变性性能。研研究发现现加入AAg、CCu、NNi等颗颗粒后，在在不显著著改变润润湿性的
7、的前提下下，钎料料的抗蠕蠕变能力力显著增增强。加加州州立立大学洛洛杉矶分分校材料料科学与与工程系系研究了了无铅钎钎焊接头头的可靠靠性，其其中Kiim等人人研究了了无铅钎钎料的润润湿的动动力学机机理，以以及钎料料的界面面反应，发发现界面面处的金金属间化化合物对对钎料的的机械性性能有很很大影响响。马里里兰大学学的封装装工学研研究中心心从系统统科学的的角度研研究了无无铅化的的进程，同同时对SSn-AAg-CCu和SSn-CCu钎料料的耐腐腐蚀性和和可靠性性进行了了研究，发发现Snn-Agg-Cuu无铅钎钎料对氯氯气、硫硫化氢等等腐蚀性性气体不不敏感，与与Sn-Pb钎钎料相比比有较好好或者相相当的耐耐
8、腐蚀能能力。欧欧洲研究究机构主主要有柏柏林工业业大学的的Fraaunhhorffer研研究所和和Oullu大学学，亚洲洲主要有有日本东东京大学学先端技技术研究究所下属属的封装装工程研研究所等等。同时时参与研研究的还还有以上上国家和和地区从从事电子子产品生生产的知知名企业业。表11为几大大电子公公司的无无铅化进进程。 国内内研究现现状 国国内无铅铅钎料的的研究机机构主要要为高校校和研究究所，大大部分企企业主要要依托这这些单位位来开发发需要的的无铅产产品。 清华大大学材料料科学与与工程系系研究了了Sn-Ag-Cu-In-Bi系系列的无无铅封装装材料，主主要优点点在于，SSn-AAg-CCu-IIn
9、-BBi钎料料的熔点点比较低低，采用用这种焊焊料的实实装温度度可降到到2000以下，与与现在的的共晶锡锡铅钎料料的熔点点接近，可可以在工工艺条件件不做调调整的条条件下进进行生产产。但这这种钎料料的延展展性较差差，脆性性大，润润湿性比比较差，剥剥离强度度低，在在意外冲冲击下往往往产生生剥离，与与Sn-Pb镀镀层的兼兼容性也也不好。大大连理工工大学材材料工程程系王富富岗等人人利用机机械合金金化（MMA）的的制备方方法研制制了Snn-9ZZn、SSn-55Sb无无铅钎料料。研究究结果表表明 ：Sb、ZZn在SSn中的的固溶度度包含了了原子的的置换固固溶和晶晶界溶解解,金属属粉末的的最终颗颗粒尺寸寸可
10、以通通过选用用合适的的工艺参参数来控控制，粉粉末尺寸寸可减小小到310mmm。对对于多组组元合金金，MAA被认为为是一种种有价值值的合成成无铅钎钎料合金金的方法法。北京京工业大大学先进进材料加加工技术术研究所所系统地地研究了了Sn-Ag、SSn-CCu以及及Sn-Ag-Cu无无铅钎料料，并且且通过添添加稀土土元素以以及颗粒粒增强来来改善钎钎料的性性能，研研究发现现钎料的的蠕变性性能得到到显著提提高，并并在此领领域申请请了若干干项专利利。 无铅铅技术在在主要家家电、电电子公司司的应用用 20004年年夏天，飞飞利浦公公司宣布布其6系系列显示示器为“全全球首款款无铅显显示器”，宣宣告了家家电业无无
11、铅时代代的来临临。6系系列显示示器通过过了目前前显示器器行业中中最严格格的TCCO 003认证证，此认认证加入入了对铅铅元素的的使用限限制，做做到了显显示器的的电池、颜颜料、喷喷漆、外外部电缆缆、塑料料元件和和外置电电源都不不含铅，其其余各部部分的铅铅含量的的比重不不超过百百万分之之五十。作作为世界界主要的的电子、家家电供应应商飞利利浦推出出的无铅铅显示器器显示了了国际一一线大厂厂的人文文关怀理理念。 近日，国国内不少少大型家家电企业业如TCCL、创创维、海海尔等企企业相继继对外宣宣布，在在彩电生生产过程程中引入入“无铅铅焊接”技技术，利利用该技技术生产产的电视视产品将将完全符符合欧盟盟颁布的
12、的WEEEE指令令和RooHs指指令。 目前存在在的基本本问题 国内外外各科研研机构经经过多年年的努力力对无铅铅钎料的的研究已已经取得得了一定定的成果果，开发发出了在在试验室室条件下下具有优优良性能能的无铅铅钎料，在在工业生生产中得得到了一一定的应应用。但但是无铅铅钎料的的研究目目前仍然然存在着着以下一一些问题题。 无铅铅钎料各各个参数数的匹配配问题 无铅钎钎料要能能达到实实用化的的程度必必须考虑虑以下几几个参数数的匹配配： （11）良好好的润湿湿性；（22）优良良的抗蠕蠕变性能能 ；（33）良好好的耐热热疲劳性性能 ；（4） 力学性性能 ；（5）高高的导电电率。但但是目前前研究的的无铅钎钎料
13、都仅仅在上述述部分参参数上表表现优良良，比如如Sn-Zn共共晶钎料料的熔点点比较低低，为1199，与SSn-PPb钎料料比较接接近，但但是由于于Sn-Zn容容易氧化化，所以以润湿性性比较差差。而SSn-AAg的润润湿性相相对比较较好，抗抗蠕变性性能优良良，但是是熔点比比较高，为为2211。钎焊焊温度比比较高，使使用现在在的表面面组装设设备，钎钎焊接头头的质量量很难得得到保证证。如果果提高钎钎焊温度度，对电电子元器器件耐温温温度的的要求便便要提高高。 因因此，目目前的许许多研究究都试图图通过添添加其它它合金元元素来优优化钎料料的性能能，使上上述参数数达到最最大程度度的匹配配。 理论论研究的的问题
14、 从目前前的文献献来看，无无铅钎料料的研究究主要还还是集中中在材料料的寻找找和简单单的性能能测定两两个方面面。通过过试验得得到的性性能，来来选择需需要的材材料。但但是真正正从材料料的物理理结构层层面来研研究无铅铅钎料性性能优劣劣或者取取舍的还还不是很很多，问问题并没没有从根根本上得得到解决决。这种种问题的的出现与与现时无无铅应用用法律法法令提出出的紧迫迫要求具具有直接接关系。 无无铅技术术的标准准问题 现在正正在进行行的无铅铅钎料研研究大部部分还处处于独立立研究开开发阶段段，研究究出的无无铅钎料料在对比比方面还还缺乏一一个有效效的标准准，国外外在无铅铅技术的的标准制制定方面面已经走走在前列列。
15、 日日本方面面，日本本经济产产业省于于20004年月200日发布布“无铅铅焊锡试试验方法法”，制制定了相相关的JJIS（日日本工业业标准）。该该标准主主要对熔熔化温度度范围、机机械特性性、可湿湿性、接接合强度度等基本本特性的的评估试试验方法法制定了了相关的的规定。欧欧洲的家家电巨头头Phiilipps(皇皇家飞利利浦电子子公司)、Innfinneonn Teechnnoloogiees（英英飞凌科科技公司司）及SST MMicrroellecttronnicss（意法法半导体体）联合合行动推推动“无无铅”封封装的应应用和无无铅技术术的发展展。三家家公司于于20001年22月提出出了建议议标准。
16、美美国也曾曾在900年代初初期，提提出过相相关的标标准问题题。 在在IT业业界流行行一句俗俗语 ：三流的的企业做做生产，二二流的企企业做设设计，一一流的企企业做标标准。我我国科技技工作者者和企业业应当重重视相关关标准的的制定。现现在世界界上还没没有一个个统一的的标准，我我们要抓抓住这个个机会，在在世界标标准的制制定方面面参与进进去。可可喜的是是我国的的有关方方面已经经注意到到这个问问题，已已经开始始着手制制定相关关的标准准。 其它它问题 在无铅铅技术的的研究中中还存在在着其它它的问题题，比如如无铅技技术的专专利问题题。目前前资料显显示申请请专利的的主要是是国外的的公司如如韩国的的三星电电子、日日本千住住金属等等，
