無鉛焊錫與含鉛焊錫：真正的差異是什麼？

最初發布於 May 20, 2026, 更新於 May 20, 2026

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銲料被大多數電子設備用來將元件連接到 PCB。銲接的過程是，當銲料熔化時，它會形成一個連接。這個連接可以在焊墊或導線之間。銲接不像焊接，我們可以透過稍微再次加熱來連接兩個接點。雖然在進行銲接步驟後需要進行固化與冷卻，但如果在冷卻步驟中系統受到任何干擾，將會導致乾焊。電子產業中主要使用兩種銲料：

● 含鉛銲料

● 無鉛銲料

銲料的經典成分是錫與鉛。電子產業長期依賴這種組合。由於對健康與環境的關注日益增加，產業已大幅轉向不再使用含鉛銲料，而含鉛銲料曾是標準。在本文中，我們將了解為何無鉛銲料已超越含鉛銲料。我們將討論成分差異、熔點與法規標準。

什麼是含鉛銲料？

含鉛銲料是一種含有鉛與錫的銲料合金。含鉛銲料通常被稱為 63/37，這是錫與鉛的比例，意思是它含有 63% 的錫與 37% 的鉛。但我們為什麼要使用含鉛銲料？為什麼它如此受歡迎？答案是因為它的熔點低，約為 185°C。這種銲料曾是標準的原因有很多：

冷卻與固化： 含鉛銲料比其他金屬選項冷卻得更慢。這降低了接點龜裂的可能性，也不會有乾焊的問題。

潤濕接點： 潤濕接點的意思是讓兩條即將銲接的導線更有效率，也就是增加它們的黏著性。使用這種銲料在潤濕接點方面很有效。

我們不能依賴含鉛產品，它是有毒的。鉛對生態系統與人類健康有負面影響。根據美國疾病管制與預防中心（CDC），鉛暴露屬於健康問題。

什麼是無鉛銲料？

無鉛銲料的成分中可能含有不同比例的金屬，例如錫、銅、銀、鎳與鋅。為了更好的性能與環境安全，也有無鉛銲料的替代品。替代鉛的金屬包括鉍（Bi）或銻（Sb）。在無鉛配方中，錫銅組合最受歡迎，因為其熔點為 217°C。與傳統的錫鉛銲料相比，無鉛銲料具有獨特的特性。由於這些特性，製造商必須調整其產品設計與製程。

常見的無鉛銲料成分：

● SAC305：96.5% 錫、3% 銀、0.5% 銅，熔點為 217–221°C

● SnCu0.7：99.3% 錫、0.7% 銅，熔點為 227°C

錫與銅組成的無鉛配方最常被使用。無鉛銲料的熔點比含鉛替代品更高。與含鉛銲接相比，這種技術也能產生更堅固、更強韌的接點。

含鉛與無鉛銲料的關鍵差異：

無鉛與含鉛銲料的成本比較：

鉛並不昂貴，這是它被使用的第二個原因。另一方面，如果我們使用其他替代品或使用更多錫，將會是更昂貴的選擇。製造商使用鉛可以節省高達 10 倍的成本。其他替代品如銀會讓成本更高，但由於其導電性，可用於高端系統。

使用無鉛銲料可能會增加整體成本，更不用說初期投資。因為製造無鉛銲料所需的資源與加工通常比含鉛銲料更昂貴。由於熔點更高，設備磨損與能源成本也可能增加。

熔點方程式：

為了量化這種影響，我們可以使用一個線性方程式來描述合金成分、熔點與溫度（Tm）之間的關係：

方程式 T = Tm − kC

其中：

T 代表合金的熔點。

C 是合金中元素的濃度。

Tm 是純金屬（如鉛或錫）的熔點溫度。

k 為常數。

全球法規要求：

鉛具有毒性，會因長期暴露而在體內累積。它是一種危險廢棄物，會污染土地與地下水。歐盟《有害物質限制指令》於 2006 年生效。該法規現在限制在歐盟設備中使用含鉛銲料。

歐洲聯盟（EU）：

歐洲聯盟（EU）限制在電子設備中使用鉛及其他有害物質。根據新限制法規，在均質材料中，含量不得超過 0.1%（重量比）。

美國：

雖然沒有聯邦層級的 RoHS 法規，但部分州已實施自己的規定。由於含鉛銲料的可靠性已被證實，因此可獲得豁免。

結論：

關於無鉛與含鉛銲料的爭議不僅僅是技術問題。朝向更清潔的電子產業邁進、合規性與永續性是關鍵議題。由於電子產品在我們日常生活中無所不在，避免使用含鉛物品至關重要。電子組裝是無鉛銲料表現出色的領域之一。但它並不適用於航空或醫療應用。無鉛銲料接點可能缺乏足夠的表面張力來承受衝擊。

對於 PCB 應用來說，這不是大問題，因為大多數電子產品不會處於嚴苛環境。使用無鉛銲料有許多優點。對於製造商、工程師與愛好者來說，了解成分上的重要差異至關重要，以便做出決策。了解含鉛與無鉛銲料之間的關鍵差異，有助於製造商、工程師與愛好者做出明智的決定。