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隨著眾多經(jīng)濟(jì)和地緣政治的不確定性，白銀期貨在三月的第二個交易周飆升至另一頂峰，達(dá)到26美元一盎司。這標(biāo)志著自2021年5月以來的最高紀(jì)錄。除此以外，持續(xù)存在的通貨膨脹問題導(dǎo)致的商品價格猛增，也更大范圍地提升了對白銀和黃金等貴金屬的的需求。

圖1.  5年白銀價格（由Market Insider.com友情提供）

從更容易理解的角度來說，自2022年3月起，在用于制造最普通的無鉛合金--SAC 305的金屬成本中，白銀占了34.2%。這一成本可以通過使用無銀 ALPHA SnCX Plus合金（先進(jìn)SnCu0.7合金）得到消除，或可使用ALPHA SACX Plus 0807合金（參見圖2）減少26%用量。

圖2.合金成本中白銀的占比（白銀 @ $25.5/金衡制盎司）

隨著合金的持續(xù)發(fā)展，現(xiàn)在的ALPHA SACX Plus 0807/0307低銀和ALPHA SnCX Plus 07無銀合金在許多標(biāo)準(zhǔn)的組裝中都能夠達(dá)到SAC305的性能。

降低銅溶解是低銀或無銀合金的另一大優(yōu)勢。考慮到目前電子組裝行業(yè)轉(zhuǎn)向非金屬墊片的趨勢，這一點(diǎn)就變得越發(fā)重要了。降低的銅溶解速度保護(hù)了銅含量的完整性，延長了波峰焊合金的壽命。

為評估銅溶解，我們使用的是在270°C的正常條件下、以5秒的時間所組裝的多個線路板上的多個管腳的平均測量值（參見圖3）。焊墊和通孔轉(zhuǎn)角處的測量值如圖所示。很明顯，從圖3可以看出，與SAC305相比，ALPHA SACX Plus 0807/0307和ALPHA SnCX Plus 07合金展示了銅溶解降低的程度。

圖3.銅溶解與無鉛合金

以下是管筒填充結(jié)果。使用ALPHA SACX Plus 0807合金將PTH連接器組裝到一個20層、120 mil厚的測試臺，可媲美使用SAC305合金組裝的結(jié)果，在標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計上良率高達(dá)99.7%。

圖4.填孔與合金(Courtesy of Craig Hamilton, P.Eng., PMP, Black Belt –Process Engineering Consultant, Celestica)

此外，使用另一個OEM開發(fā)商的波峰焊試驗，根據(jù)各個參數(shù)組合來確定相關(guān)的PTH填孔。  

圖5.OEM設(shè)計的波峰焊試驗

測試發(fā)現(xiàn)，在大約265°C的溫度下使用ALPHA SnCX Plus 07將PTHs填滿1.6 mm 厚的線路板，需要大約3秒的接觸時間便足夠，如下表所示。

圖6.OEM測試板的填孔性能

然而，許多組裝使用的是更厚的線路板。將溫度稍微提升到270°C，時間為7秒，能夠在厚度達(dá)2.5 mm 線路板達(dá)到100%的填孔。根據(jù)這樣的焊接參數(shù)， ALPHA SACX Plus 0807在接近3 mm 線路板的厚度實(shí)現(xiàn)了與SAC305類同的填孔性能。因此，ALPHA SACX Plus 和 SnCX Plus合金系列的優(yōu)異焊接性能為電子組裝商在選擇節(jié)省成本的合金時有了更多選擇。

圖7.OEM測試板的填孔性能

在麥德美愛法的一些研究已經(jīng)確認(rèn)，降低波峰焊焊條中的銀含量時，錫渣的比率也跟著下降。雖然SAC錫渣能夠回收，但對于組裝商來說仍然存在回收成本的問題。回收錫渣需要經(jīng)過將金屬氧化物轉(zhuǎn)換到基底金屬的工藝制程，所以當(dāng)錫渣被售賣進(jìn)行回收時，售價大約是該金屬LME價的50%。

再次強(qiáng)調(diào)，金屬價格起伏不定，但當(dāng)錫渣從波峰焊爐中清除后，就必須以新的焊條取代。新焊料的成本至少是錫渣售價的兩倍。顯然，減少錫渣的生成就降低了PTH工藝中所使用的焊料總成本（圖7）。

圖8. 隨時間與合金而變化的錫渣生成情況

該數(shù)據(jù)得到一家大型消費(fèi)性電子產(chǎn)品生產(chǎn)商的證實(shí)，該廠商把他們的波峰焊合金從SAC305換成了ALPHA SACX Plus 0807 和 ALPHA SnCX Plus 07。  根據(jù)他們的報告，錫渣滓量減少了50%。

圖9. 隨時間與合金而變化的渣滓生成情況