软钎焊和硬钎焊的区别解析

软钎焊与硬钎焊有几个重要的特征，其最重要的特征是钎焊可以在低于母材熔点的温度下完成。在一些焊接方法中，母材的熔化是必不可少的；然而，软钎焊和硬钎焊却在不熔化母材的前提下可以获得可靠的连接接头。表2.1列出了软钎焊与硬钎焊用钎料的定义和特征。

表2.1 软钎焊和硬钎焊用钎料的定义和特征

软钎焊与硬钎焊是由钎料的液相线温度来划分的。在硬钎焊中，液相线温度超过450℃的钎料被称为硬钎料；在软钎焊中，液相线温度低于450℃的钎料被称为软钎料。实际的钎焊温度从钎焊铝的600℃变化到钎焊镍的1200℃。微连接工艺不包括许多商业用的硬钎焊工艺，除生产具有细散热片/板结构的换热器之外。另一方面，软钎焊是先进的高性能电子产品中印制电路板组装的主要微连接工艺。而且，软钎焊已经成为制造细间距、高密度表面组装电子基板的关键技术。

图2.1给出了每种硬钎料体系中最低的固相线温度和最高的液相线温度（图中数据来源于JIS）。考虑热交换器的产量、型号及硬钎焊方法的种类，汽车用不同热交换器的铝合金硬钎焊拥有最大的钎焊市场。在这个硬钎焊过程中，钎料作为母材的覆层来使用。包层薄板被称为钎焊薄板，这种工程结构对于减轻重量非常重要，因此，散热片和板的厚度不断地被减小。

图2.1 JIS给出的每种硬钎料体系中最低固相线温度和最高液相线温度

表2.2给出了应用于几种型号热交换器的钎料及钎焊方法。对于不同型号的热交换器而言，主要由钎焊工艺、接头必须要满足的力学及化学性能来选择钎料的成分。

在不同的钎料体系中，微观硬钎焊被应用在珠宝制造中。几克拉的金合金用相似颜色的硬钎料钎焊，这些硬钎料主要是熔点范围为415～960℃的金基Au-Ag（-Cu-Zn）钎料。

表2.2 热交换器生产中使用的钎料及主要钎焊方法

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（续）

对于软钎焊体系来说，与图2.1相似的图如图2.2所示。基于钎料成分，将软钎焊体系进行分类，其中，Zn、Cd、Pb和Sn基钎料是最常见的软钎料。Zn-Al和Cd-Zn是铝和铝合金钎焊的常用钎料。Sn-Pb共晶体系已成为电器和电子设备中传统的软钎料。然而，由于近些年对废弃电器和电子设备中危险物质的禁止，迫使除个别以外的电器和电子设备必须使用无铅钎料（Ganesan and Pecht，2006），因此使得Sn基软钎料在实际应用中变得愈加重要。一些重要的无铅钎料及每种钎料体系的描述如表2.3所示，Sn基无铅软钎料根据钎料的熔化温度范围被分为五种体系。在无铅钎料（Ganesan and Pecht，2006）中，钎料的具体成分和操作条件都进行了阐述。

图2.2 JIS给出的每种软钎料体系中最低固相线温度和最高液相线温度

表2.3 标准的代表性无铅钎料

图2.3 影响软钎焊和硬钎焊接头质量的重要因素

图2.3给出了影响软钎焊及硬钎焊接头质量的重要因素。材料、设备和气氛、工艺是三个主要影响因素。众所周知，钎料和钎剂的质量对接头特点有重要影响。在硬钎焊与软钎焊过程中，由于可以影响润湿、溶解、与熔融钎料的反应等一系列反应特性，母材的成分与微观组织也至关重要。