焊料从发明到使用，已有几千年的历史。Sn／Pb焊料以其优异的性能和低廉的成本，一直得到人们的重用，现已成为电子组装焊接中的主要焊接材料。但是，铅及其化合物属于有毒物质，长期使用会给人类生活环境和安全带来较大的危害。从保护地球村环境和人类的安全出发，限制使用甚至禁止使用有铅焊料的呼声越来越强烈，这种具有悠久应用历史的Sn／Pb焊料，将逐渐被新的绿色焊料所替代，在进入二十一世纪时，这将成为可能。　　
　　
1. 人体通过呼吸，进食，皮肤吸收等都有可能吸收铅或其化合物，铅被人体器官摄取后，将抑制蛋白质的正常合成功能，危害人体中枢神经，造成精神混乱、呆滞、生殖功能障碍、贫血、高血压等慢性疾病。铅对儿童的危害更大，会影响智商和正常发育。　　
 
2. 电子工业中大量使用的Sn／Pb合金焊料是造成污染的重要来源之一，在制造和使用Sn／Pb焊料的过程中，由于熔化温度较高，有大量的铅蒸气逸出，将直接严重影响操作人员的身体健康。波峰焊设备在工作中产生的大量的富铅焊料废渣，对人类生态环境污染极大。近年来有关地下水中铅的污染更引起人们的关注，除了废弃的蓄电池大量含铅外，丢弃的各种电子产品PCB上所含的铅也不容忽视。以美国为例，每年随电子产品丢弃的PCB约一亿块，按每块含Sn／Pb焊料10克，其中铅含量为40％计算，每年随PCB丢弃的铅量即为400吨。当下雨时这些铅变成溶于水的盐类，逐渐溶解污染水，特别是在遇酸雨时，雨中所含的硝酸和盐酸，更促使铅的溶解。对于饮用地下水的人们，随着时间的延长，铅在人体内的积累，就会引起铅中毒。 

3. 此外，随着微细间距器件的发展，组装密度愈来愈高，焊点愈来愈小，而其所承载的力学、电学和热学负荷则愈来愈重，对可靠性要求日益提高，但传统的Sn／Pb合金的抗蠕变性差，不能满足近代电子工业对可靠性的要求。因此，无铅焊料的开发和应用，不仅对环境保护有利，而且还担负着提高电子产品质量的重要任务。 
4. 近几年来有关无铅焊料的研究工作发展很快，世界上各大著名公司、国家实验室和研究院所都投入了相当的力量开展无铅焊料的研究。国内外的已有的研究成果表明，最有可能替代Sn／Pb焊料的无毒合金是Sn基合金。无铅焊料主要以Sn为主，添加A g　、Zn　、Cu　、Sb、Bi　、In等金属元素。通过焊料合金化来改善合金性能，提高可焊性。由于Sn—In系合金蠕变性差，In极易氧化，且成本太高；Sn—Sb系合金润湿性差，Sb还稍具毒性，这两种合金体系的开发和应用较少。实际上二元系合金要做成为能满足各种特性的基本材料是不完善的，目前最常见的无铅焊料主要是以Sn—A g　、Sn—Zn、Sn—Bi为基体，在其中添加适量的其它金属元素所组成的三元合金和多元合金。如果单纯考虑可焊性，能替代Sn／Pb共晶焊料的无铅焊料很多，如下表所示。　　 
5. 综观Sn—A g　、Sn—Zn、Sn—Bi三个体系无铅焊料，与Sn—Pb共晶焊料相比，各有优缺点。Sn—A g系焊料，具有优良的机械性能，拉伸强度，蠕变特性及耐热老化性都比Sn—Pb共晶焊料优越，延展性比Sn／Pb共晶焊料稍差，但不存延展性随时间加长而劣化的问题。Sn—A g系焊料，熔点偏高，通常比Sn—Pb共晶焊料要高30—40℃，润湿性差，而且成本高。熔点和成本是Sn—A g系焊料存在的主要问题。Sn—Zn系焊料，机械性能好，拉伸强度比Sn—Pb共晶焊料好，与Sn—Pb焊料一样，可以拉制成线材使用；具有良好的蠕变特性，变形速度慢，至断裂的时间长。该体系最大的缺点是Zn极易氧化，润湿性和稳定性差，且具有腐蚀性。Sn—Bi系焊料，实际上是以Sn—A g（Cu）系合金为基体，添加适量的Bi组成的焊料合金，合金的最大的优点是降低了熔点，使其与Sn—Pb共晶焊料相近；蠕变特性好，并增大了合金的拉伸强度，但延展性变坏，变得硬而脆，加工性差，不能加工成线材使用。总之，目前虽然已开发出许多可以替代Sn—Pb合金的焊料，但尚未开发出一种完全能替代Sn／Pb合金的高性能低成本的无铅焊料。　　

6. 二十世纪九十年代初，由美国国会提出了关于铅的限制法案，并由工作小组着手进行无铅焊料的研究开发活动。目前，美国已在汽车、汽油、罐头、自来水管等生产和应用中禁止使用铅和含铅焊料。但该法案对电子工业产生的效能并不大，在电子产品中禁止使用含铅焊料进展缓慢。欧洲和日本等发达国家对焊料中限制铅的使用也很关注。对于居住环境意识较强的欧洲，欧盟于1998年通过法案，已明确从2004年1月1日起任何制品中不可使用含铅焊料，但因技术等方面的原因，在电子产品中完全禁止使用铅有可能推迟至2008年执行。在无铅焊料研究和应用方面，日本走得最快。为了适应市场的需要，扩大市场份额，日本提出了生产绿色产品的概念。松下电器、日立、NEC、富士通等各大公司纷纷降低了铅的使用，并制订了无铅化的进程计划，从2000年开始已在部分产品生产中使用无铅焊料。　　 
 
7. 为了实现保护环境和提高产品质量为目的，并考虑电子组装工艺条件的要求，无铅焊料应满足以下条件：熔点低，合金共晶温度近似于Sn63／Pb37的共晶温度183℃，大致在180℃～220℃之间；无毒或毒性很低，所选用的材料现在和将来都不会污染环境；热传导率和导电率要与Sn63　／Pb37的共晶焊料相当；具有良好的润湿性；机械性能良好，焊点要有足够的机械强度和抗热老化性能；要与现有的焊接设备和工艺兼容，可在不更新设备不改变现行工艺的条件下进行焊接；与目前使用的助焊剂兼容；焊接后对各焊点检修容易；成本要低，所选用的材料能保证充分供应。

这是研制开发无铅焊料的方向，要做到满足以上要求，有一定的难度，因此，对性能、成本均理想的绿色焊料的研制已成为研究的热点。