从2006年欧洲开始要求RoHS指令后，美国电子行业使用无铅焊接的比例也在不断稳步增长。医疗是美国最早实现完全无铅化的行业。现在，已经有很大比例的电子焊接使用了无铅焊料。在经过多年的改进和经受一些非议以后，无铅焊接已经变得可靠并且具有成本效益。

虽然无铅焊接是可靠的，但在材料和工艺上还是有一些区别需要知道，以确保稳定的电子设计。

材料组成：最广泛应用的无铅焊膏是锡/银/铜合金（Sn/Ag/Cu）。有略微不同的组合可供选择；以下是较常见的几种：

除了锡/银/铜，还有其他合金可以用于无铅焊接，其中大部分用在非电子应用中。合金的最佳选择需要根据焊接表面的类型和柔性电路的应用来确定。

外观区别：传统的铅锡焊点闪亮光滑，有缺陷的焊点一般不反光、粗糙。但对于无铅焊接来说不是这样，其焊点并没有那么光亮。对无铅焊接不熟悉的人可能会认为这些焊点有缺陷。无铅焊点外表不光滑并不代表焊点的质量不佳，而仅仅是由于这种合金的固有特性。图1是两种焊点的对比。

图1：无铅vs铅锡（来源： CEDOS Electronics）

加工温度：无铅焊料在218°C左右开始回流，而铅锡焊料则在188°C左右。较高的温度可能会对柔性电路中使用的固定装置、设备和材料产生不利影响。当新零件需要进行无铅焊接时，应该进行工程审查以确定所有材料都能够承受无铅焊接的温度。

机械强度：无铅焊料的机械强度不如传统铅锡焊料。这也是在军事和航空航天应用中还是采用铅锡焊接的原因之一。RoHS指令豁免军用和航空航天设备。虽然铅锡焊料机械强度更好，但无铅焊接有解决机械强度问题的方法。添加环氧树脂和保形涂料来补强是增加耐用程度以达到设计要求的高机械强度的两种方法。

助焊剂：与铅锡焊接相同，无铅焊接也有两种基本类型的助焊剂：水洗型和免洗型。水洗助焊剂在焊接完成后必须全部去除，其通常在零件下方有足够空间，能够洗去残留物的电路板上工作良好。如果零件密度和形状不允许彻底清洗，则应该选用免洗型助焊剂。免洗型助焊剂会留下可见的残留物，有些人会比较反感，想通过清洗来去除这些残留物。但专家建议不要去除免洗助焊剂的残留物。免洗助熔剂残留物是用于封住在实际使用中可能会导致电气问题的所有污染物的。清洁免洗助焊剂会有一些污染物无法被清洁掉并造成潜在的故障风险。

测试：铅锡和无铅焊接工艺的可靠性和电气测试是相同的。还有一些测试用于确定零件是否含铅。一个测试是对焊料使用遇到铅就会变色的化学物质。另一个测试是使用原子吸收分光光度计，其能够准确分辨其中所含的金属成分。这些测试主要用于确认收到的产品是无铅的，或证明产品符合RoHS要求。在电路制造过程中，加工过程的物料控制应该确保焊料无铅。

对无铅工艺不熟悉的电子封装设计师需要进一步学习无铅焊接的设计、材料、工艺、零件和检测的细微差别。很多电路供应商能提供对需要无铅焊接应用的大量设计支持。

Dave Becker是All Flex Flexible Circuits LLC的销售和市场副总裁。