有铅与无铅注意事项
过渡阶段有铅、无铅混用应注意的问题(二)——有铅、无铅混用制程分析
混入 Ｓ —Ａｇ ｕ ｎ —Ｃ 焊料 中 ， 量Ｐ 在 界 微 ｂ 面容 易 发生 Ｐｂ偏 析 现 象 ， 成 Ｓ 形 ｎ—
Ａｇ ｂ １ ４ｃ的低熔 点 层 。 —Ｐ 的 ７ｏ 其次， 锡焊 时 的凝 固收 缩 现象 ； ６ Ｓ Ｐｂ合 金 的 热 膨 胀 系 数 ３ ｎ３ ７
首先， 偏析 现象 ； 无铅 焊料与Ｓ － ｂ ｎ Ｐ 热风整 平的焊 盘 或有铅 元件 （ 无引线或有 引脚元件 ） 混用 时 ， 盘 或焊端 镀层 中的微量 Ｐ 焊 ｂ
造 成焊缝 起翘 （ ｉｔ ｏｆ 。 板 越厚 ， Ｌ ｆ－ ｆ）基 其 内部 储 存 统 的震 动
也会加 重焊 缝起翘 现象 ， 因此 ， 焊接设
备 的传 输系 统应 尽量 平稳 。 由于 无铅 合金 的熔 点高 ， 以焊 所
点与ＰＣ Ｂ的Ｃ 不 匹配 更严 重 ， ＴＥ 更容
ＰＣＢ基 板 而言 ， 点 散 热速 度 快 ， 焊 当
（） ｂ 焊接面 图 １ 焊 缝起 翘现 象 图 中： ａ） （ 无铅焊 点元 件 面焊缝 起 翘 ， 元件面 焊缝 起 翘在 Ｉ ＰＣ—Ａ～６１ ０Ｄ中属于 可接 受 的 （ 焊 接面 焊缝 起翘 ， 接面焊 缝起 翘在 Ｉ ｂ） 焊 ＰＣ—Ａ～６１ ０Ｄ中属于 不可 接受 的 （） Ｃ ＱＦＰ引脚焊 盘起 翘
焊膜 压 住焊 盘 四周 ， 样 可 以减轻 或 这
避免 Ｐ 焊 盘 剥离 现象 。 ＣＢ 下 面 结 合 图 ２ 对 缝 起 翘 现 象 （ ｉｔ ｏ ｆ进 行机 理 分析 ： Ｌｆ－ ｆ ） 在 焊点 冷 却凝 固过 程 中 ， 以下 几 个 因素可 能引 起焊缝 起 翘 （ ｉ －ｏｆ Ｌ ｆ ｆ） ｔ
（） 盘 起翘 Ｃ焊
Ａｄｖ ｃｅ ａｎ ｄ Ｍａｔ ｒ ａｌ Ｉ ｕｓ ｒ ｅ ｉ ６ ｎｄ ｔ ｙ
片式钽电容器的有铅和无铅产品的焊接区别
片式钽电容器的无铅和有铅焊接区别祁怀荣1．无铅产品和含铅产品的区别片式钽电容器的无铅化是为了控制工业制成品在生产和使用及废品回收阶段中，生产电容器使用的材料中含有的对人体和环境会造成长远危害影响的有毒成分不能超过规定。
此规定的诞生是环境学家和医学家经过长达半个世纪的跟踪和实验，被大量实际证明的，一个过去被人类忽视的有害元素的最高容许含量的极限标准。
特别是铅对人类和所有生物的毒害性过去人类一直没有基本的正确认识，只是到现代医学发达到可以精确对细胞内部生物机理进行分析后才发现的秘密。
铅对人类的毒害是缓慢而持久的，非常容易被判断为普通的器质性病变。
无铅片式钽电容器指生产片式钽使用的原材料中含有的如下物质不能超过表中的极限值；六种危害物的重量极限含量[PPM]1．RoHs[限制危害物质的使用—欧盟官方指令2002/95/EC]的标准要求。
2．ELV[车辆报废—欧盟官方指令2000/53/EC]标准要求。
北京718厂目前生产的片式钽电容器包括无铅产品和含铅产品。
如果用户没有特殊提出要求，我们一般均提供无铅产品。
由于铅具有低熔点和易腐蚀及容易和其它元素发生反应的原因，因此，铅非常容易以气态和液态及化合物的形式通过各种方式悄悄进入人类的身体，而且会在生物体内沉积不能排除。
铅对人体的神经系统有非常强的毒害性，而且非常容易导致人类致癌。
含铅的片式钽电容器使用了含铅量达到10%的镍基金属框架作电容器的正负极引出极片，而且对使用的其它材料没有明确的化学杂质要求。
无铅的片式钽电容器使用了只含锡和铋及铜的镍基金属框架作电容器的正负极引出极片，其中含有的铋具有和铅类似的熔点和电阻率，一样可以和金属锡形成锡铋合金。
其共晶点和铅锡合金非常相近。
焊接性能与铅锡合金基本相同。
只是熔点要高20度左右。
其中锡含量小于97%，铋含量在2%左右，铜含量小于1%。
2．含铅产品和无铅产品的焊接条件由于铅锡合金的熔点要比锡铋合金的熔点低20度左右，因此，无铅元件的峰值焊接温度要比含铅元件峰值焊接温度高20度左右。
无铅制程导入生产线注意事项
无铅制程导入生产线注意事项一、无铅解说：随着欧洲WEEE法规要求在2006年前分阶段废止电子焊接中铅的使用，j****及其它相关国家在努力更早的达到相同的目标，无铅应用在全世界正在呈现迅速增长的势头。
毋庸置疑，无铅焊接带来了一系列的挑战，提出作为一般装配的无铅合金还很新，有关其工艺极限的数据也还很少。
两种主要的合金都是锡一银一铜和锡一铅合金的变本。
这些合金具有较高的熔融温度.对金属表面的熔湿也较慢（在实际焊接中，焊锡很难溶解，时间慢，在没有完全熔接时锡点就已凝固，此为目前制程中最大问题），焊点表面也不如锡─铅焊点光滑，光亮。
能够很好地适用于合铅工艺的助焊剂化学成份未必是适合无铅焊接的最佳选择。
二、无铅合金的手工焊接：1:手工焊接可以使用哪些无铅合金和助焊剂。
目前常用的无铅焊线有锡一银一铜（熔点217-221℃），锡银（熔点221℃）以及锡铜（熔点227℃）。
三种合金全都具有免清洗，可水洗或松香配系，并能控制成极为纤细的线径。
这些合金已用于无铅产品的手工装配，并与无铅合金相容。
2:无铅焊料合金需要使用温度较高的烙铁头吗？使用无铅焊接进行手工焊接并不一定需要较高的焊接温度，烙铁头温度700~800华式度之间即可进行正常焊接。
焊接人员会注意到熔温速度比传统的Sn63焊料慢，此外还可能需要略长的接触时间才能达到良好的焊接效果，焊点终饰外观将会不同，终饰外面略为暗淡，是上述无铅焊料的典型特点。
使用具有较高锡含量无铅焊料容易造成烙铁头腐蚀，因而可能需较为频繁的更换烙铁头。
3:无铅焊点再加工可以使用哪些助焊剂？无铅焊接与Sn63焊接并无不同。
助焊剂有免清洗，可水洗及松香类型，可适应各种焊接和再加工工艺。
可水洗型助焊剂，由于其较高的活化剂浓度而能实现更为有效的焊接，免清洗型焊剂传统上由较弱的有机酸制成，其焊接过程较慢，如果曝露于过度加热环境中则较易失活。
无铅制程的导入已成为现在各电子相关行业必须认真面对的一个总体赵势，无铅制程表象上述讲就是不含铅，还属于环保产品，它相对有铅来讲，无论是制程还是材料要求都需高一些，有些操作技巧需要在作业中克服和改善。
无铅焊接特点及工艺控制及过渡阶段应注意问题
60~90 sec 30 sec
无铅焊膏 （Sn -Ag -Cu）
25~110 0C 100~200 sec 要求缓慢升温 110~150 0C 40~70 sec 150~217 0C 50~70 sec
20 sec 0.96~1.34℃/sec
235~245 0C 240 0C
• ② 无铅焊点外观粗糙。传统的检验标准与AOI需要升级。 • ③ 无铅焊点中气孔较多，尤其有铅焊端与无铅焊料混用时，
焊端（球）上的有铅焊料先熔，覆盖焊盘，助焊剂排不出 去，造成气孔。但气孔不影响机械强度。 • ④ 缺陷多——由于浸润性差，使自定位效应减弱。 • 浸润性差，要求助焊剂活性高。
无铅再流焊焊点
①用于波峰焊的焊料：Sn-Cu或 Sn-Cu-Ni，熔点227℃。少量 的Ni可增加流动性和延伸率，减少残渣量。
• 高可靠的产品可采用Sn/Ag/Cu焊料，但不推荐， 因为Ag 的成本高，同时也会腐蚀Sn锅。
• 对不锈钢腐蚀率：Sn3Ag0.5Cu> Sn0.7Cu> Sn0.7Cu0.05Ni • 对Cu 腐蚀率：Sn3Ag.5Cu> Sn37Pb> Sn0.7Cu0.05Ni
表面光滑、光亮
Lead Free Solder Paste Grainy Surface
表面粗糙
Wetting is Reduced with Lead Free
Standard Eutectic Solder Joint
Lead Free Solder Joint
Typical Good Wetting Visible Fillet
240-235= 5 0C 50~60 sec 10 sec
产品无铅制程注意事项
產品無鉛制程注意事項一﹑作業要求﹕1.材料的儲存﹐無鉛材料與有鉛材料必須作好標示區分儲存﹐避免材料在儲存過程中相互接觸而產生感染﹔2.無鉛制程要采用專人專線作業﹐在作業過程中并用“LF”作標示﹐表示為無鉛制程作業﹔3.采用無鉛制程作業的產品要與現生產的有鉛制程產品作完全的區隔﹐避免兩種不同制程的產品相互接觸而感染﹔4.在生產作業過程中所使用的工治具﹑設備﹑膠盆等要進行徹底的區分﹐不能混合使用﹐并做好無鉛標示以便區分。
避免兩種不同制程的產品通過其它路徑相互感染﹔5.本次無鉛制程的導入試作﹐目的是針對產品的外PIN無鉛化﹐固在作業過程中要特別注意的是在端子焊接后的品質管控。
6.產品端子焊接后的擺放整齊﹐不可重疊堆放。
7.半成品檢修指定使用無鉛錫絲﹐焊接烙鐵頭應指定使用全新的并作好標示區分。
二﹑制程作業條件﹕1.半成品端子焊接前的工序與現時生產作業方法相同﹐不作方法變更﹐但使用工治具應指定為無鉛專用。
2.端子焊接錫錫絲更改為無鉛材料﹐作業方法和焊接條件與現時作業條件方法一致﹐針對焊接烙鐵頭應指定使用全新的并作好標示區分。
3.半成品/成品清洗與現時生產作業方法相同。
4.印字作業要求同現生產的作業要求相同﹐但印字模具要使用新的﹐不能同有鉛產品的印字模具混合使用。
5.成品鍍錫使用錫棒為無鉛純錫﹐錫爐溫度設定為350±10℃﹐鍍錫時間為3±1秒﹐使用錫爐應從新申領全新的﹐并指定為專用和做好標示。
6.成品測試要求所使用的測試座的新的﹐不能同有鉛產品的測試座混合使用﹐避免造成交叉感染。
7.無鉛產品燒機針對使用以前舊燒機板的IC座須先使用酒精清干淨后﹐再進行燒機。
注﹕1.以上沒有提及的工序作業方法均與現時作業一致﹐但產品要注意區分2.在生產過程中﹐作業人員必須同有鉛制程作業人員作完全的區分﹐工作台面要用洒精進行擦清﹐制程作業要指定作業區域﹐并非無鉛作業人員不得接觸無鉛制程產品。
铅中毒预防规则
铅中毒预防规则预防铅中毒的规则主要包括以下几个方面：1.职业性预防：对于从事铅作业的工人，应将铅炼的炉温控制在400到500度以下，减少铅尘和铅烟的产生。
同时，应采取密闭操作和吸风回收等措施，使工作环境中的铅浓度符合国家卫生标准。
此外，工人应穿工作服，佩戴防护用品，如滤过式防尘、防烟口罩等，严禁在作业场所吸烟、进食，饭前洗手，下班淋浴，并定期进行体检。
2.生活性预防：应向群众宣传禁止使用含有铅的盛酒容器，禁止服用过量含有铅的药物。
同时应少用含铅的化妆品。
国家方面应推广使用无铅汽油。
3.儿童预防：应尽量使孩子避免接触含铅的玩具（包括铅笔、蜡笔），告诫儿童不要吸吮手指或啃咬涂有油漆的物品。
同时，应不吃或少吃爆米花、皮蛋等含铅量高的食品，也不宜过多地食用罐装食品和饮料。
孩子食品不要放在锡器、彩釉容器内煮或放置过久。
清晨自来水管中的前段水应弃去不用。
教育孩子养成良好的卫生习惯，勤洗手，防止铅从口入。
4.家庭预防：家庭成员应尽量废弃煤炉，改用煤气、液化气灶。
避免儿童被动吸烟。
用湿拖把拖地板，以免因扫地而扬起灰尘。
尽量少带儿童到交通繁忙的马路附近玩耍（因为那里空气的含铅量很高），减少儿童经呼吸道吸入过量的铅，闲暇时可到公园、郊外呼吸新鲜空气。
5.其他措施：为儿童选购玩具、餐具时应避免彩色图案和伪劣产品，一定要从正规的商店购买，并且要看清它的防伪标识。
首次使用之前确保清洗干净。
儿童应养成定时进食的习惯，因为空腹时铅在肠道的吸收率可成倍增加。
要保证幼儿膳食中有足够的钙、铁、锌，以维持平衡，有效降低铅吸收。
日常中要多吃酸性食物，促进排铅。
不用彩釉餐具，以白色、表面光滑、透明的瓷餐具为宜。
总的来说，预防铅中毒需要从多方面入手，包括职业性预防、生活性预防、儿童预防、家庭预防等措施。
只有这样，才能有效地降低铅中毒的风险。
有铅与无铅区别以及不良原因分析(SMT面试必备)
检查 “爆米花”现象 如果库存的防潮设施不理想，就必须通过组装前烘烤除湿的
IC 的防潮敏感性只要加以注意和管 理即可，容易得到控制
在无铅技术中更加严重。这是因为无铅合金的表面张力较强 的原因。解决的原理和含铅技术一样，其中通过 DFM 控制 “立碑” 现象 在有铅技术中存在， 但有铅工艺窗口 工艺调整减少器件两端的温差。该注意的是， 虽然原理不变， 会宽一些，容易解决 但无铅的工艺窗口会小一些，所以用户必须首先确保本身使 用的炉子有足够的能力，即有良好的加热效率以及稳定的气 流 在锡铅技术中已经是个不容易完全解决的问题。而进入无铅 技术后，这问题还会随无铅合金表面张力的提高而显得更严 “气孔” 现象 重。要消除“气孔”问题，有三个因素必须注意；锡膏特性(锡 在锡铅技术中“气孔”问题是个不容 膏选择)、DFM(器件焊接端结构、焊盘和模板开口设计)以及 回流工艺(温度曲线的设置)。其控制原理和含铅技术中没有 不同，知识工艺窗口小了些 业界可靠性数据 可靠性数据不足，还有许多未知的特点或缺点没有发现 可靠性数据很多，已使用很多年 易完全解决的问题 器件焊端和焊盘尺寸以及两端热容量最为有效。其次可通过
无铅和有铅工艺成本和设备通用性比较： 绝大多数的有铅设备都适用于无铅工艺，包括：印刷机、贴片机、回流炉、BGA 返修台、分板机和测试设备。只 有一个例外，那就是波峰焊机，无铅/有铅波峰焊机要严格区分。 1. 成本大大提高 有铅工艺转化为无铅工艺， 其成本提高主要是无铅辅助材料和无铅印制电极板成本提高， 无铅器件成本基本差不多。 2. 无铅和有铅工艺设备通用性比较 有铅工艺转化为无铅工艺，在设备上基本通用，只是在波峰焊机和锡锅两种设备要严格区分，具体对比如下表： 无铅设备 波峰焊机 锡锅 回流焊 印刷机 贴片机 回流炉 BGA 返修台 分板机 测试设备 无铅工艺 通用 通用 通用 通用 通用 通用 通用 通用 通用 有铅工艺 可用于有铅工艺，但用过后就 无法再转回无铅工艺 可用于有铅工艺，但用过后就 无法再转回无铅工艺 通用 通用 通用 通用 通用 通用 通用
助焊剂有铅与无铅有什么区别
助焊剂有铅与无铅有什么区别焊接，是在很多建筑工地或者工厂都需要的工艺，有些时候，焊接的好坏直接影响了产品的质量，在一些重要的地方，焊接的好坏直接影响了安全性。
在一些行业，如计算机、仪表、家电等行业，对焊接工艺的精密性要求较高，助焊剂在这些行业的焊接中得到了比较广泛的应用。
助焊剂分为有铅助焊剂和无铅助焊剂两种，这两种助焊剂有什幺区别所谓无铅有铅焊接指的是锡钎焊时所用焊接材料里面含不含铅的焊接。
传统钎焊是用的铅锡合金焊料，熔点低，流动性好，焊接后的导电性好，得到十分广泛的普及。
然而铅是个对人体健康有害的金属，这样就引起了无铅焊接的话题。
有铅助焊剂与无铅助焊剂的区别其实主要是焊接温度的不同，无铅锡丝要求的焊接温度更高一些，一般在250度左右，而普通的锡丝的焊接温度在180度，所以无铅焊台的焊接温度更高一些，而且无铅焊台的供热速度更快。
当然也有例外，在无铅焊料中，也有低温的焊料，其熔点比有铅焊料还要低。
但这种低温焊料的价格相当昂贵。
从理论上来讲，用无铅焊台也可以焊有铅焊点，因为无铅焊台的温度可以达到有铅焊料的熔点。
但实际上没有人这样用，因为一旦用有铅焊料在无铅焊台上焊接后，无铅焊台就受到污染而无法再做无铅环保产品了。
反过来，用有铅焊台是焊不了无铅焊料的，因为有铅焊台的温度可能达不到无铅焊料的熔化温度。
1.无铅和有铅是工艺要求，适用范围不同而区分的。
2.其成分复杂，分类多样。
3.活性剂，成膜物质，添加剂，溶剂是基本成分。
4不过无铅是潮流，它有利环保，ROHS是一种行业标准实用范围不同。
无铅助焊剂是根据现在无铅产线的要求来的！并不像锡膏那样根据含有铅和不含有铅来区分的！~由于无铅的润湿性等性能比有铅的差，所以需要更高的活性才能保证良好的品质！。
无铅制程作业注意事项
文件編號文件版次A0制作﹕日期﹕無鉛制程作業注意事項倉庫儲存24負責單位IQC 3核准﹕半成品焊接貼片﹑穿線文件名稱原材料進料檢驗工序站別1無鉛制程注意事項管控目的序號產品名稱 1.查看來料包裝是否有明顯的無鉛標示﹔2.確認來料的資料是否齊全(包括保証 書﹑變更確認書或檢驗報告等)﹔1. 檢驗無鉛材料是否符合公司的環境要求﹔2. 防止材料在檢驗過程中所造成的感染及混料。
3.將現有無鉛材料與有鉛材料作區隔放置﹔4.將無鉛原材料分批次進行含鉛量化驗確認﹔5.將檢驗好之原材料分開標示﹐并貼好標簽區分入庫﹔6.所有用于對無鉛材料的檢驗工治具都需貼好標簽﹐并區分存放﹐檢驗工作台要區分使用﹔7.用于無鉛制程的工治具不得同有鉛制程的工治具混合使用。
防止在半成品焊接過程中﹐人員及工制具的感染。
生產資材生產防止制程中造成感染﹐混料。
2.發料時﹐防止有鉛材料與無鉛材料混料﹐且區分放置﹔4.用于無鉛制程的工治具不得同有鉛制程的工治具混合使用。
4.焊接時烙鐵的溫度嚴格按照SOP 規格作業。
5.無鉛制程產品與有鉛制程產品要區隔儲存﹔2.作業所用的工治具及輸送工具都必須貼上無鉛專用識別標簽﹔3.查看無鉛材料及產品和有鉛材料及產品的包裝標示是否清楚﹔第1頁﹐共3頁3.嚴禁產線出現混料的現象﹔1.作業人員必須佩戴無鉛制程人員專用識別標簽﹔2.確認制程是否為無鉛制程﹐產品是否有混料﹔3.半成品進行端PIN 焊接時﹐需根據現實情況采取必要措施確寶端PIN 不受到感染。
審核﹕1. 防止無鉛材料在倉庫儲存過程中所造成的感染或混料﹔2.防止無鉛產品在儲存過程中混料。
注意事項1.所有無鉛產品及材料與有鉛制程產品及材料都需分開標示儲存﹔4.其它材料的儲存要求﹐無鉛材料同時具備﹔6.用于無鉛制程的工治具不得同有鉛制程的工治具混合使用。
1.作業人員必須佩戴無鉛制程人員專用識別標簽﹔文件編號文件版次A0制作﹕日期﹕3.使用的所有工治具均為無鉛制程專用﹐且貼無鉛制程專用標簽區分存放﹔4.烘烤時采用無鉛制程專用烤箱作業﹐不得與有鉛制程產品混合使用烤箱。
铅作业的防护知识
铅作业的防护知识铅是一种重金属，具有毒性。
在工作场所中，如果接触铅或铅化合物，可能会对人体健康造成严重威胁。
因此，必须采取正确的防护措施来减少对人体的伤害。
以下是关于铅作业的防护知识，希望能对您有所帮助。
一、了解铅的危害性铅是一种剧毒物质，可以通过吸入、摄入和皮肤接触等途径进入人体。
铅对人体的影响主要包括神经系统、肾脏、血液、生殖系统等方面。
长期接触铅可能导致铅中毒，引起腹部疼痛、消化不良、失眠、失重、贫血、肾功能受损等症状。
二、采取工程控制措施1. 尽量避免使用铅或含铅材料，寻找替代品。
例如，在油漆和涂层方面可以使用不含铅的产品。
2. 区分铅作业区和非铅作业区，尽量将铅作业集中在特定区域进行，并设置警示标识。
确保铅作业区与非铅作业区的隔离，以避免非相关人员的接触。
3. 在需要使用铅材料的地方，应尽量选择不会产生粉尘或飞溅的形式，减少铅在工作区的扩散。
4. 在需要进行铅作业的场所，要经常清扫和保持清洁。
及时清除积尘、残留物和铅颗粒，防止扬尘和飞溅。
5. 使用密闭系统或通风设备，确保空气中的铅浓度保持在安全范围内。
定期检查和维护通风设备，确保其正常运转。
三、个体防护措施1. 戴好个人防护装备，包括呼吸防护、眼部防护、手部防护、身体防护等。
- 呼吸防护：在铅作业时，应佩戴合适的呼吸防护装置，如带有铅过滤器的防毒面具。
- 眼部防护：佩戴密封性好的护目镜或面部罩，防止铅颗粒或溅射物进入眼睛。
- 手部防护：佩戴耐酸碱、耐铅的手套，防止接触铅材料。
- 身体防护：穿戴防护服、防尘服等，避免直接接触铅材料。
2. 定期进行健康监测，包括血液铅浓度检测和其他相关检测。
如果发现铅中毒症状，及时就医。
3. 吃饭和饮水前，务必彻底清洁双手，避免将铅污染带入体内。
四、培训和教育1. 定期进行员工培训，提高员工对铅危害的认识和防护意识。
包括铅作业操作规程、危害性知识、防护设备的正确使用方法等方面。
2. 提供必要的技术指导和信息，包括铅作业的标准操作程序、风险评估报告、应急处理等。
3-无铅焊接可靠性讨论及过渡阶段有铅、无铅混用应注意的问题
(b) 要求低热膨胀系数CTE
当焊接温度增加时，多层结构PCB的Z轴与XY方向的层压 材料、玻璃纤维、以及Cu之间的CTE不匹配，将在Cu上产生 很大的应力，严重时会造成金属化孔镀层断裂而失效。这是 一个相当复杂的问题，因为它取决于很多变量，如PCB层数、 厚度、层压材料、焊接曲线、以及Cu的分布、过孔的几何形 状（如纵横比）等。
• 关于无铅焊点的可靠性（包括测试方法）还在最初的研究阶段。
一些研究显示：
• 在撞击、跌落测试中，用无铅焊料装配的结果比较差。
非常长期的可靠性也较不确定。
⑽ 电气可靠性（助焊剂性能与枝状结晶生长问题）
• 回流焊、波峰焊、返修形成的助焊剂残留物，在潮湿环 境和一定电压下，导电体之间可能会发生电化学反应， 引起表面绝缘电阻（SIR）的下降。如果有电迁移和枝状
⑶ 锡须
• Sn在压缩状态会生长晶须（Whisker），严重时会 造成短路（要特别关注窄间距QFP封装元件 ）。
• 晶须是直径为1~10μm，长度为数μm~数十μm的针
状形单晶体，易发生在Sn、Zn、Cd、Ag等低熔点
金属表面。
产生Sn须的主要机理
Sn镀层表面形成一层薄薄的SnOX氧化层，加电时在 不均匀处产生压力，把Sn挤出来形成Sn须。
(一) 无铅焊接“三要素”
• 无铅焊料合金 • PCB焊盘 • 元件焊端表面镀层
1. 目前应用最多的无铅焊料合金
• 目前应用最多的用于再流焊的无铅焊料是三元共晶或近共晶形式的 Sn-Ag-Cu焊料。Sn(3~4)wt%Ag(0.5~0.7)wt%Cu是可接受的范围， 其熔点为217℃左右。 • 美国采用Sn3.9Agwt%0.6wt%Cu无铅合金
(d) 高耐热性：二次回流PCB不变形。
过渡阶段有铅、无铅混用应注意的问题(三)
、
从 理论 上来 讲 ， 焊料 、 元件 、 ＰＣＢ 全部 无铅 化 的效果 最好 ， 目前 由于 但
用 时 ， 点 中气 孔 （ 洞 ） 。 焊 空 多
有铅 焊料 与 无铅 Ｐ ＢＧＡ、 Ｓ Ｃ Ｐ混
种种 原 因 ， 尤其 是 元件方 面还 不能 实
现全 部无 铅化 。 过 前面 的介 绍使 我 通
次 回流一 次波 峰 ； 在 同一块 组 装 或
板上 要经 过 回流 、 峰 、 工焊 、 波 手 返修
等工艺 。 因此 ， 同一块组 装板上可 能会
用到 多种 合金 和助 焊剂 。 任何 一 种工 艺 中的合 金使 用不 当 ， 可 能会 发生 都
们 了解到 ： 铅和无铅混 用时 ， 有 无论 是 有铅焊料与无铅元件 还是无铅焊料 与 有铅元 件混 用 ， 可 能发生 焊料 合 金 都
中的 微量 Ｐ 在 无 铅焊 料与 焊 端界 面 ｂ
容 易发生Ｐ 偏析 现象 ， ｂ 形成Ｓ — ｇ ｎ Ａ～
Ｐ 的１４ ｂ ７ ℃的三 元共 晶低熔 点层 ， 可
与焊端 或 引脚镀层 、 料合金 与Ｐ Ｂ 焊 Ｃ 镀层、 元器 件 与工 艺 、 Ｃ 材 料 及涂 Ｐ Ｂ 镀层 与工艺不相容 的问题 。 因此 ， 渡 过 阶段有 铅 、 铅混 用必 须注 意材料 的 无
相 容性 。
能 发生 焊缝 起翘 （ ｆ ｆ） Ｌｉ ｏ ｆ 现象 ， ｔ 影
板 与无铅 波峰焊 工 艺不相 容 ；
无 铅波峰焊不 能使用有 铅元件和
及 内部连接 ； （） ２ 高温可 能损坏ＰＣ Ｐ 材料 Ｂ（ ＣＢ
形成 良好 的界面 ， 但加 入 Ｂ 会发生 界 ｉ 面偏 析 ， 因此 ， 加入 Ｂ 会造成连接 强度 ｉ
从有铅向无铅焊接过渡阶段应注意的问题
从有铅向无铅焊接过渡阶段应注意的问题
1. 选择合适的焊接技术，应根据工件的材质、形状和尺寸等参数选择正确的焊接方法和焊材。
2. 选择正确的焊接材料，应正确地选择无铅焊料，以减少油漆污染环境。
3.控制焊接参数，应控制焊学参数，如焊接温度及电压，以减少焊接污染、腐蚀或变质的可能性。
4.质量控制，应采用有效的质量控制手段，如检查焊结の受检、熔点、腐蚀检查等以确保焊接质量。
5.保护工作环境，应采取有效的技术措施，确保焊接现场空气质量满足要求，保证空气中无毒害气体污染物。
无铅与有铅产品 常见问题解答
无铅与有铅产品常见问题解答1. 无铅与有铅之特性及功能有何不同？答：本公司目前所提供之无铅产品为"无铅电镀产品"(Lead Free Plating)，在与芯片接触之内部材料皆未改变，故其功能及特性完全相同．2. 无铅与有铅的电镀材质各为何？：答：焊料中含铅之目的在降低PCBA(PCB Assembly,电路板组装)时之焊接(Soldering)温度，铅含量高则温度可以降低．无铅：纯钖(100% Sn)有铅：钖(7%)/铅(93%)3. 无铅与有铅之客户端使用温度不同点为何？答：仅在PCBA时之温度有所不同，以防焊钖性不良有铅：钖焊温度(Solderability)：225度C，耐热温度(Solder Heat)：235度C无铅：钖焊温度(Solderability)：245度C，耐热温度(Solder Heat)：260度C4. 无铅与有铅之IR reflow有不同吗？答：本公司制定之IR reflow Profile如下：(请参考公司之IR Reflow Profile)无铅：Peak temp: 260+-5度C有铅：Peak temp: 235+-5度C5. 部份因散热问题仍使用钖焊(Soft Solder)制程的产品，可以符合无铅的要求吗？答：a.本公司钖焊制程属于WEEE及RoHS之规定之免除项目(请参考本公司"使用限制物质说明书"内容)．b.依据欧盟之WEEE及RoHS(2002/95/EC)第四款(1)规定，供货商因制程材料之技术限制，仍使用含铅量大于85%之物质，免除该产品于无铅管制项目外，直至有可商业化之替代性物质被确认。
6. 无铅与有铅产品之料号是否有不同，如何区分？答：a.无铅产品于料名之最后加上"L"或"K"，以示区别．b.本公司于产品规格书上有加注说明"Pb-Free Plating Product Number:xxxxxL"之字样，以方便客户选购．。
变压器无铅作业注意事项
2、与有铅制程产品区隔作业﹔
3、作业过程中所使用的PCB板为无铅专用﹔
4、AIR REFLOW曲线图为无铅专用(详见SOP)。
15
成品整理
生产
防止无铅制程产品在作业过程中造成混料
1.作业人员必须佩戴无铅制程人员专用识别标签
2.与有铅制程产品区隔作业﹔
3.所使用的工治具为无铅专用﹔
4.锡炉中的锡需定时的更换﹐暂定为一个星期更换一次。
5.产品镀锡时间从冲切成型到成品镀锡时间不能超过8个小时。(注﹕此要求针对Molding系列产品)
核准：
审核：
制作：
日期：
有限公司
序号
工序站别
Байду номын сангаас负责单位
管控目的
注意事项
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印字
生产
防止无铅制程产品在作业过程中造成混料
1.作业人员必须佩戴无铅制程人员专用识别标签﹔
2、作业过程中使用无铅制程专用模具;
3、与有铅制程产品区隔作业。
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半成品灌胶烘烤
生产
防止无铅制程产品在作业过程中造成混料
1、作业人员必须佩戴无铅制程人员专用识别标签;
2、作业过程中使用无铅制程专用治具及机器设备;
3、与现生产的有铅产品区隔作业
11
Molding成型
生产
防止无铅制程产品在作业过程中造成混料
3.检验产品包装上是否有“LF”字样﹔
4.无铅制程专用工具及仪器不得与有铅制程的混合使用。
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成品检验及出货
QA
防止产品混料，产品标示明确
1.作业人员必须佩戴无铅制程人员专用识别标签﹔
2.在进行无铅产品检验时﹐应采用无铅专用工具﹐工作场地、仪器作业﹔
有铅制程中使用无铅器件的影响
再流焊工艺中有铅焊料与无铅元件混用有的SMT加工厂，虽然还没有启动无铅工艺，但遇到了无铅元器件，包括获得豁免的电子产品，也同样遇到无铅元件，这种情况在现阶段普遍存在。
无铅元件焊端镀层非常复杂，除了镀Sn、Sn-Ag-Cu、Ni-Au、Ni-Pd-Au外，还有镀Sn-Cu 、Sn-Bi等合金层的。
有铅焊料与无铅有引脚元件混用时，可能会发生焊料合金与焊端镀层不相容的情况。
如果在生产前知道有铅工艺遇到无铅元件，可以采取适当措施解决。
但如果无意中遇到了无铅元器件，特别是遇到无铅BGA、CSP，生产前没有发现，生产中还是采用有铅焊料和有铅工艺，结果非常糟糕，会发生严重的可靠性问题。
有铅焊料与无铅元件（无引线或有引脚元件）混用有铅焊料与无铅元件（无引线或有引脚元件）混用时，一般情况下没有太大问题，因为无铅元件引脚和焊端镀层非常薄，只有几微米厚，以应用最多的镀Sn焊端为例，镀Sn层厚度在3～7μm，Sn的熔点为232℃，与Sn-37Pb合金焊接时，Sn-37Pb合金在183℃开始熔化，大约在225℃时能够使微量的镀Sn层熔化，一般情况下峰值温度比焊接有铅元件略微高5℃左右即可以。
但是有一点要特别警惕！镀Sn-Bi元件只能应用在无铅工艺中，不能用到有铅工艺中。
这是由于有铅焊料中的Pb与Sn-Bi镀层中的Bi在引脚或焊端界面形成Sn-Pb-Bi（熔点93℃）的三元共晶低熔点层、容易引起焊接界面剥离、空洞等问题，导致焊接强度劣化。
前面介绍过，无铅元件焊端镀层非常复杂，特别是日本和韩国有一些元件是镀Sn-Bi的。
因此，采购、存储、备料时一定要严格管理，特别是工作温度高、使用环境恶劣、以及高可靠产品，要预防Sn-Bi镀层元件混入有铅工艺中，否则会造成严重可靠性问题。
有铅焊料与无铅PBGA、CSP混用有铅焊料与无铅PBGA、CSP混用时，如果采用有铅焊料的温度曲线，焊点连接可靠性是最差的。
这是由于有铅焊料与无铅焊球的熔点不相同，有铅焊料熔点低先熔，而无铅焊球不能完全熔化，容易造成PBGA、CSP一侧焊点失效的缘故。
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有铅焊接到无铅焊接需注意事项
发布时间：10-07-19 来源：点击量：24672 字段选择：大中小有铅焊接到无铅焊接需注意事项
有铅焊接到无铅焊接需注意：
传统的锡铅焊料在电子装联中已经应用了近一个世纪.Sn63/Pb37共晶焊料的导电性、稳定性、抗蚀性、抗拉和抗疲劳、机械强度、工艺性都是非常优秀的,而且资源丰富,价格便宜.是一种极为理想的电子焊接材料.
但由于铅污染人类的生活环境.据统计,某些地区地下水的含铅量已超标30倍(允许标准一、无铅焊接技术的现状
无铅焊料合金成分的标准化目前还没有明确的规定.IPC等大多数商业协会的意见:铅含量<0.1-0.2WT%(倾向5%时,焊接后在焊占与焊端交界处会加剧公层LIFT-OFF(剥离、裂纹)现象.LIFT-OFF现象在有铅元件采用无铅波峰焊的工艺中比较多,严重时甚至会把PCB焊盘一起剥离开.因此过渡阶段波峰焊的焊盘设计可采用SMD(阻焊定义焊盘)方式,用阻焊膜压住焊盘四周,这样可以减轻或避免PCB焊盘剥离现象.
关于分层LIFT-OFF(剥离、裂纹)现象的机理还要继续研究.当焊料、元件、PCB全部无铅化后是否不会产生LIFT-OFF会现象了,也要继续研究.
元件的Sn-Pb镀层发生的LIFT-OFF
(4) 铅和有铅混用时可靠性讨论
①无铅焊料中的铅对长期可靠性的影响是一个课题,需要更进一步研究.初步的研究显示;焊点中铅含量的不同对可靠性的影响是不同的,当含量在某一个中间范围时,影响最大,这是因为在最后凝固形成结晶时,在Sn权界面处,有偏析金相形成,这些偏析金相在循环负载下开始形成裂纹并不断扩大.例如:2%-5%的铅可以决定无铅焊料的疲劳寿命,但与Sn-Pb焊料相比,可靠性相差不大.无铅焊料与有铅焊端混有时要控制焊点中铅含量<0.05%.
目前正处在无铅和有铅焊接的过度转变时期,大部分无铅工艺是无铅焊料与有铅引脚的元件混用.在“无铅”焊点中,铅的含量可能来源于元件的焊端、引脚或BGA的焊球.
无铅焊料与有铅焊端混用时气孔多,这是因为有铅焊端与无铅焊料混用时,焊端(球)上的有铅焊料先熔,覆盖焊盘,当无铅焊料合金熔化时,焊膏中的助焊剂排不出去造成气孔.对于波峰焊,由于元件引脚脖子Sn-Pb电镀层不断融解,焊点中铅的含量需要进行监测.
②有铅焊接与无铅焊端混用的质量最差
有铅焊料与无铅焊端混用时如果采用有铅焊料的温度曲线,有铅焊料先熔,而无铅焊端(球)不能完全熔化,使元件一侧的界面不能生成金属间合金层,BGA、CSP-侧原来的结构被破坏而造成失效,因此有铅焊料与无铅焊端混用时质量最差.BGA、CSP无铅焊球是不能用到有铅工艺中的.
(5) 高温对元件的不利影响
陶瓷电阻和特殊的电容对温度曲线的斜率(温度的变化速率)非常敏感,由于陶瓷体与PCB的热膨胀系数CTE相差大(陶瓷:3-5,PCB:17左右),在焊点冷却时容易造成元件体和焊点裂纹,元件开裂现象与CTE的差异、温度、元件的尺寸大小成正比.0201、0402、0603小元件一般很少开裂,而以上的大元件发生开裂失效的机会较多.
铝电解电容对清晰度极其敏感.
连接器和其他塑料封装元件(如QFP、PBGA)在高温时失效明显增加.主要是分层、爆米花、变形等、粗略统计,温度每提高10℃,潮湿敏感元件(MSL)的可靠性降1级.解决措施是尽量降低峰值温度;对潮湿敏感元件进行去潮烘烤处理.
(6) 高温对PCB的不利影响
高温对PCB的不利影响在第三节中已经做了分析,高温容易PCB的热变形、因树脂老化变质而降低强度和绝缘电阻值,由于PCB的Z轴与XY方向的CTE不匹配造成金属化孔镀层断裂而失效等可靠性问题.
解决措施是尽量降低峰值温度,一般简单的消费类产品可以采用FR-4基材,厚板和复杂产品需要采用耐高温的FR-5或CEMn来替代FR-4基材.
(7) 电气可靠性
回流焊、波峰焊、返修形成的助焊剂残留物,在潮湿环境和一定电压下,导电体之间可能会发生电化学反应,导致表面绝缘电阻(SIR)的下降.如果有电迁移和枝状结晶(锡须)生长的出现,将发生导线间的短路,造成电迁移(俗称“漏电”)的风险.为了保证电气可靠性,需要对不同免清洗助焊剂的性能进行评估.
(8) 关于无铅返修
①无铅焊料的返修相当困难,主要原因:
(A)无铅焊料合金润湿性差.
(B)温度高(简单PCB235℃,复杂PCB260℃).
(C)工艺窗口小.
②无铅返修注意事项:
(A)选择适当的返修设备和工具.
(B)正确作用返修设备和工具.
(C)正确选择焊膏、焊剂、焊锡丝等材料.
(D)正确设置焊接参数.
除了要适应无铅焊料的高熔点和低润湿性.同时返修过程中一定要小心,将任何潜在的对元件和PCB的可靠性产生不利影响的因素降至最低.
(9)关于过度时期无铅和有铅混用情况总结.
(A)无铅焊料和无铅焊端――效果最好.
(B)无铅焊料和有铅焊端――目前普通使用,可以应用,但必须控制Pb,Cu等的含量,要配制相应的助焊剂,还要严格控制温度曲线等工艺参数,否则会造成可靠性问题.
(C)有铅焊料和无铅焊端――效果最差,BGA、CSP无铅焊球是不能用到有铅工艺中的,不建议采用.
五、过渡阶段有铅、无铅混用应注意的问题
1、问题举例
(1)有铅工艺也遇到了无铅元器件有的SMT加工厂,虽然还没有启动无铅工艺,但是也遇到了无铅元器件,特别是BGA/CSP和LLP.有的元件厂已经不生产有铅的器件了,因此采购不到有铅器件了,这种知道采购的器件是无铅的情况还不可怕,因为可以通过提高焊接温度,一般提高到230-235℃就可以.还有一种措施可以采用无铅焊料和无铅工艺,因为目前过度阶段普遍情况是无铅焊料和有铅焊端混用,其可靠性还是可以被接受的.但是最糟糕的是无意中遇到了无铅元器件,生产前没有发现,生产中还是采用有铅焊料和有铅工艺,结果非常糟糕,因为有铅焊料和无铅焊端混用效果最差.
(2)有铅工艺也遇到纯Sn热风整平的PCB.
这种情况也是在无意中发生过,结果由于焊接温度不够造成质量问题.
(3)波峰焊问题
波峰焊问题比较多,例如目前有铅工艺遇到无铅元器件;无铅工艺的插装孔,导通孔不上锡;分层LIFT-OFF现象较严重;桥接、漏焊等缺陷多;锡锅表面氧化物多.....
2、解决措施
(1)备料
备料要注意元器件的焊端材料是否无铅,如果是无铅元器件,一定要弄清楚是什么镀层材料,特别是BGA/CSP和新型封装的器件,例如LLP等(有铅工艺也要注意).
目前无铅标准还没有完善,因此无铅无器件焊端表面镀层的种类很多,例如日本的元件焊端镀Sn/Bi层,如果焊料中含有铅,当铅含量0.71
(4)提高贴片精度
(5)严格控制温度曲线,尽量降低峰值温度;
对潮湿敏感元件进行去潮烘烤.
(6)复杂和高可靠产品采用耐高温的PCB材料(FR5或其它)
(7)在N2中焊接比在空气中焊接的质量好,尤其波峰焊采用N2可以减少高温焊料氧化,减少残渣,节省焊料.或者加入无铅锡渣还原粉,将产生大量的残渣还原后重复利用,但一定要比有铅焊接更注意每天的清理和日常维护.
六、有铅向无铅制程转换过程中成本控制
在有铅向无制程转换过程中成本控制主要从机器成本和制程材料消耗成本两方面考虑.
目前相当多的企业已购置有铅焊接工艺所使用的机器(波峰焊)在各种性能及操作性方面已经接近无铅焊接的工艺要求,将现在所使用的机器关键部分的部件材质及尺寸作出对应的改造即可继续使用在要求不是十分高的电子产品加工工艺当中.
普通波峰焊机改无铅波峰焊机可行性分析
普通锡和无铅锡的焊接温度区别:
a普通锡的焊接温度245℃
b无铅锡的焊接温度270℃
普通锡和无铅锡的焊接用助焊剂预热温度区别
a普通锡的焊接用助焊剂预热温度90℃
b无铅锡的焊接用助焊剂预热温度110℃
普通锡和无铅锡的金属成分区别
a普通锡的金属成分Sn/Pb
b无铅锡的金属成分主要是Sn/Ag/Cu或者Sn/Cu
普通锡和无铅锡的焊接设备要求区别
:
普通锡的焊接设备要求
无特别要求:
无铅锡的焊接设备要求
a要求机器当中与锡接触部分本身不能含有铅的成分.
b要求无铅锡的熔炉能够耐腐蚀的性能较好.
c要求机器的冷却速度较快
综合以上要求其对应措施如下
1.机器的材料采用钛合金材料
2.机器的预热区长度和机器使用的速度成一定比例
3.和无铅助焊剂有接触的部分采用不含铅成分材料制成
4.将机器的冷却部分改为冷气机或将冷却风扇的数量加多
锡炉改造后效果
a完全满足无铅工艺制程各方面的要求
b生产速度和改造之前基本相同
结论
将原来的普通波峰焊机改造成无铅波峰焊机是完全可行而且是节约成本的两全之策
.
材料消耗方面
目前无铅工艺当中采用的钎焊料相对比原来的焊料成分方面锡的含量增大很多,其合金成分相对有很大的提升.在生产加工过程中,其锡渣的产生量比原来普通焊料的产生量也有很大幅度的提高.如果能将锡渣的产生量降低则对于材料消耗方面的成本控制是有益的.
锡渣主要是锡在高温环境下和氧气发生反应产生的氧化物,通过物理高温搅拌可以将大部分的锡氧分离(即锡渣还原),将分离的锡重新使用,也可利用化学置换还原反应将锡渣中的氧分子置换后还原成纯锡而重复使用.
每个工厂可根据自身的机器及工艺安排等方面综合考虑得到较好的无铅化的道路.。