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锡/铅(Tin/Lead)成分的焊锡是电子装配中最常用的焊锡，可是，在去年，整个工业出现一股推动力向无铅焊锡转换。其理由是人们越来越了解有关铅的使用及其对人类健康的不良影响。与铅有关的健康危害包括神经系统和生育系统紊乱、神经和身体发育迟缓。铅中毒特别对年幼儿童的神经发育有危害。已有法律来控制铅的使用，例如，铅在铅锤、汽油和油画中的使用有严格的规范，在美国从1978 年起，铅在消费油画中的使用已被禁止，其它相关的法规在美国、欧洲和日本正在孕育之中。 表一显示了铅在各种产品中的使用量，蓄电池占铅用量的80%，电子焊锡大约占所有铅用量的0.5%，即使铅在电子焊锡中的使用被禁止，也不能解决全部的铅中毒问题。可是，电子焊锡中的0.5%的铅数量上还是可观的。 表一、铅在产品中的消耗量
| 产品 | 消耗量(%) | | 蓄电池 | 80.81 | | 其它氧化物(油画、玻璃和陶瓷产品、颜料和化学品) | 4.78 | | 弹药 | 4.69 | | 铅箔纸 | 1.79 | | 电缆覆盖物 | 1.40 | | 铸造金属 | 1.13 | | 铜锭、铜坯 | 0.72 | | 管道、弯头和其它挤压成型产品 | 0.72 | | 焊锡(非电子焊锡) | 0.70 | | 电子焊锡 | 0.49 | | 其它 | 2.77 |
代替铅的元素 电子工业正在寻找无铅焊锡，能够取代普遍接受和广泛使用的锡/铅焊锡。研究与开发的努力集中在潜在的合金上面，这种合金要提供与锡/铅共晶焊锡相似的物理、机械、温度和电气性能。表二是可以取代铅的金属及其相对成本。 表二、替代铅的材料及其相对价格
| 铅的替代元素 | 相对价格 | | 铅(参考值) | 1 | | 锑(Sb) | 2.2 | | 铋(Bi) | 7.1 | | 铜(Cu) | 2.5 | | 铟(In) | 194 | | 银(Ag) | 212 | | 锡
(Sn) | 6.4 | | 锌(Zn) | 1.3 | 除了成本之外，还必须了解考虑作为铅替代的元素的供需情况。如表三所示，含铋合金从可利用资源的出发点上是无希望的，现在可利用得铋供应可能被全部用完，如果将此合金广泛用于正在蓬勃发展的电子工业。 表三、美国矿产局有关不同元素的世界用量及产量的数据
| 元素 | 世界用量(吨) | 世界产量(吨) | 剩余产量(吨) | | Ag | 13,500 | 15,000 | 1,500 | | Bi | 4,000 | 8,000 | 4,000 | | Cu | 8,000,000 | 10,200,000 | 2,200,000 | | In | 80 to 100 | 200 | 100 | | Sb | 78,200 | 122,300 | 44,100 | | Sn | 160,000 | 241,000 | 81,000 | | Zn | 6,900,000 | 7,600,000 | 700,000 | | 注：现在世界焊锡消耗量 = 60,000 吨，或 6,600,000 升 | 从表二所显示的潜在替代金属的相对价格看，很明显，许多无铅焊锡将比其替代的锡/铅焊锡贵得多。例如，铟(In)是用来取代铅的主要元素之一，但它是一种次贵重金属，几乎和银一样贵。可是应该注意，所建议的焊锡合金的高成本在决定最终产品价格时，并不象最初所显示的那么重要。因为所需的量少，在装配中，和其它成本因素如：元件、电路板及装配相比，焊锡成本几乎不重要。所选合金的性能是非常重要的。 无铅焊锡及其特性 和温度、机械、蠕变、疲劳特性一样，熔化温度点是最重要的焊锡特性之一。表四提供了现时能买到的无铅焊锡一览表。 表四、无铅焊锡及其特性
| 无铅焊锡化学成份 | 熔点范围 | 说明 | | 48Sn/52In | 118° C 共熔 | 低熔点、昂贵、强度低 | | 42Sn/58Bi | 138° C 共熔 | 已制定、Bi的可利用关注 | | 91Sn/9Zn | 199° C 共熔 | 渣多、潜在腐蚀性 | | 93.5Sn/3Sb/2Bi/1.5Cu | 218° C 共熔 | 高强度、很好的温度疲劳特性 | | 95.5Sn/3.5Ag/1Zn | 218~221° C | 高强度、好的温度疲劳特性 | | 99.3Sn/0.7Cu | 227° C | 高强度、高熔点 | | 95Sn/5Sb | 232~240° C | 好的剪切强度和温度疲劳特性 | | 65Sn/25Ag/10Sb | 233° C | 摩托罗拉专利、高强度 |
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