焊料熔点：合金温度指南

此 焊料熔点 完全取决于其合金成分。共晶锡铅焊料（Sn63/Pb37）熔点单一且急剧变化。 183°C（361°F）而最常见的无铅合金SAC305的熔点范围约为 217–220 °C (423–428 °F)在所有焊料合金中，熔点范围从低温锡铋焊料的约 138°C 到高铅焊料的 300°C 甚至更高。本指南提供了每种合金的精确熔点数值，解释了熔点和熔化范围的区别，并阐述了为什么这几度的差别决定了 PCB 焊点的完好无损。

焊料的熔点是多少？

熔点是指焊料合金由固态变为液态，从而能够润湿金属表面并形成焊点的温度。复杂之处在于，只有 共晶体 合金具有真正的单一熔点。共晶混合物——例如经典的Sn63/Pb37——在同一个温度下熔化和凝固，不存在中间的糊状状态。正是这种急剧的转变使得共晶焊料能够形成干净的焊点，并且易于操作。

大多数非共晶合金会沿着某一界面熔化。 范围 受两种温度限制：

• 实心 —合金的温度 开始 熔化。在此之下，它完全是固态的。
• 液相线 — 合金的温度 充分 液体。在其上方自由流动。

在固相线和液相线之间，焊料部分呈固态，部分呈液态——一种糊状的“膏状”或“塑性”状态。在这个状态下，如果焊点受到扰动，往往会出现颗粒状且强度不足的情况（这是焊点松动或冷焊的典型原因），这也是为什么没有塑性状态的共晶合金更适合手工焊接的原因之一。

含铅（锡铅）焊料的熔点

锡铅（SnPb）焊料在电子行业占据主导地位数十年，至今仍广泛应用于航空航天、国防和医疗领域，因为在这些领域，其可靠性和无锡须的特性至关重要。其熔化行为取决于锡铅比，所有锡铅合金的固相线温度（共晶温度）均为 183 °C。

实际的结论是，如果您想要获得最干净的接头，Sn63/Pb37 合金是最佳选择，因为它跳过了其他比例所经历的糊状范围。

无铅焊料的熔点

RoHS 和类似法规促使大多数商用电子产品采用无铅焊料，这种焊料主要由锡制成，并添加银、铜，有时还添加铋或镍。无铅合金的熔点比锡铅合金高 30–45 °C，这是这种转变带来的最主要的实际影响——它提高了回流焊的峰值温度，并增加了电路板和元件的热应力。

SAC305是大多数无铅PCB组装所采用的合金。虽然存在低银含量和掺杂的变体以降低成本或提高跌落冲击和热循环性能，但它们的熔点仍然接近SAC的217°C左右。

低温焊料和高温焊料

除了主流合金之外，还有两类特殊合金位于温度范围的两端。

低温焊料

锡铋 (Sn42/Bi58) 刚好融化 138°C（281°F）和 铟锡（In52/Sn48） 在约 118°C（244°F）当元件或基板无法承受常规回流焊的温度时，就会使用这种焊料——例如热敏LED、某些传感器、柔性基板以及需要在不重熔第一个焊点的情况下进行第二个焊点的阶梯式焊接。缺点是铋合金往往更脆。

高温焊料

高铅合金，例如 Sn10/Pb88/Ag2 Sn5/Pb95（熔点约为 268–290 °C）和 Sn5/Pb95（熔点约为 308–312 °C）在足以熔化普通焊料的温度下仍保持固态。它们用于功率半导体芯片粘接、井下油气电子设备以及其他高温环境。作为参考，纯锡的熔点为 232 °C，纯铅的熔点为 327 °C。

焊料熔点对比表

这张综合图表将常见的合金按熔点从低到高排列。

熔点与焊接和回流温度的关系

人们常常会把熔点误认为是烙铁或烤箱的温度。其实不然。熔点指的是焊锡何时变成液态；要想真正润湿焊盘并使其正常流动，还需要一些其他方法。 以上 液相线。

• 烙铁头温度 温度设定远高于熔点，以便在焊嘴冷却前迅速将热量传递到焊缝处。典型设定值约为 315–370 °C (600–700 °F) 用于含铅焊料和 350–400 °C (660–750 °F) 无铅型，根据尖端尺寸和关节质量进行调整。
• 回流峰值温度 峰值温度设定在合金液相线温度以上约 20–40 °C。对于 SAC305（液相线温度约为 220 °C），典型的峰值温度为 235–250 °C含铅Sn63/Pb37的峰值大约在 210–225 °C 是正常的。

熔点和工作温度之间的差距是刻意设定的：裕量太小，焊料几乎无法流动（冷焊点，润湿性差）；裕量太大，则有可能导致焊盘翘起、损坏热敏元件或超过电路板的玻璃化转变温度。

为什么焊料熔点在PCB组装中很重要

在生产中，熔点是所有热处理工艺的基础。熔点测定错误会导致成品率下降。熔点在以下方面尤为重要：

• 回流焊曲线分析。 四区回流焊曲线（预热、保温、回流、冷却）是根据焊膏合金的固相线和液相线设定的。峰值温度必须与液相线保持安全距离，同时避免焊件过热——这就是为什么针对SAC305焊膏优化的曲线与针对含铅焊膏工艺优化的曲线有所不同的原因。
• 板材（Tg）。 无铅材料的较高温度使其更接近层压板的玻璃化转变温度，因此高Tg FR-4 通常用于无铅制造，以避免分层和变形。
• 混合合金。 将含铅钢球穿过无铅型材（反之亦然）会造成连接不可靠。必须控制整个物料清单中的合金兼容性，尤其是在以下情况下： BGA.
• 焊膏和模板。 膏体与合金相匹配，并使用合适的沉积量 激光切割模板 确保焊剂烧尽后接头处有足够的金属。
• 低温选项。 当电路板上的元件无法承受 245°C 的峰值温度时，会选择低温合金或选择性工艺来代替。

海利普电子一家总部位于中国的PCB和PCBA制造商，采用有铅和无铅工艺，回流焊曲线与焊膏合金和电路板的热容量相匹配，并通过AOI和X射线对面阵元件进行验证。如果您不确定哪种合金或表面处理适合您的设计，请联系我们。 DFM 评测 涵盖电路板制造前的焊料合金、表面处理和散热方面的考虑因素——标准的一部分 交钥匙PCB组装 和 SMT 工作。

焊料熔点常见问题解答

焊料的熔点分别用摄氏度和华氏度表示是多少？

这取决于合金成分。最常见的含铅焊料Sn63/Pb37的熔点为183°C（361°F）。最常见的无铅焊料SAC305的熔点约为217–220°C（423–428°F）。

无铅焊料的熔点是多少？

大多数无铅电子焊料的熔点在 217 °C 到 227 °C 之间。SAC305 的熔点为 217–220 °C，共晶锡银焊料为 221 °C，锡铜焊料 (Sn99.3/Cu0.7) 的熔点为 227 °C——比锡铅焊料高约 30–45 °C。

为什么共晶焊料只有一个熔点？

像Sn63/Pb37这样的共晶合金，其熔点和凝固点都精确地集中在一个温度下，没有中间的糊状温度范围。这种急剧的转变使得焊点干净利落，也便于手工焊接。

我的电烙铁应该设定在多少温度？

高于焊料熔点的温度，以便快速传递热量：含铅焊料约为 315–370 °C (600–700 °F)，无铅焊料约为 350–400 °C (660–750 °F)，具体温度需根据焊嘴尺寸和焊点质量进行调整。该数值为工作温度，而非熔点本身。

焊接温度和熔点一样吗？

不。熔点是指焊料变成液态的温度；焊接或回流焊的温度设定在熔点之上。回流焊峰值温度通常比合金的液相线温度高 20–40 °C，这样焊料才能充分润湿。

我可以混用含铅焊锡和无铅焊锡吗？

最好避免这种情况。混合合金——例如，将无铅BGA焊球穿过含铅焊盘——会造成金属间化合物和熔点不匹配，从而导致连接不可靠。在生产过程中，整个组件的合金兼容性都应得到控制。

熔点最低的焊料是什么？

在常见的合金中，铟锡合金（In52/Sn48）的熔点约为118℃，锡铋合金（Sn42/Bi58）的熔点约为138℃。这些低温焊料用于热敏元件和阶梯焊接，但铋合金的脆性较大。