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。

含铅元件的峰值焊接温度最高可以达到240度±5度/3秒，无铅元件合适的峰值焊接温度在250±5度/3秒。

上述峰值焊接温度适合于载流焊接和波峰焊接。如果可以选择焊接方式，我们建议使用载流焊接对线路板进行自动焊接。

由于再流焊接时产品的加热媒介是热空气，而波峰焊接时的加热媒介是热传导系数最高的高温液态金属，因此，波峰焊接对产品基体造成的瞬间热冲击要远远大于再流焊接，因此，从保护产品可靠性的角度出发，在焊接方式可以选择时，建议使用再流焊接方法对钽电容器进行装配使用。同时必须注意，焊接到电路板上的产品，必须在焊接结束24小时后才可以通电测试或使用，以保证经受过强烈热冲击的电子元件物理性能完全恢复到正常。

如果使用载流焊接，元件为含铅产品，我们推荐的载流焊接条件如下；

再流焊法（气氛加热法）

温度曲线参考如下：

升温部Ⅰ常温预热部30-60S

预热部140-160℃60-120S

升温部Ⅱ预热200℃20-40S

正式加热峰值240度±度5秒钟

冷却部200-100℃之间1-4℃/S

如果是无铅产品焊接,使用的焊膏也是无铅焊膏,我们推荐的焊接温度如下;

温度曲线参考如下：

升温部Ⅰ常温预热部30-60S

预热部140-160℃60-120S

升温部Ⅱ预热200℃20-40S

正式加热峰值250度±度5秒钟

冷却部200-100℃之间1-4℃/S

3．手工焊接时的注意事项；

如果使用手工焊接，请注意如下问题；

1。烙铁头温度过高；

手工焊接片式元件，最高的焊接温度不能超过300度，由于烙铁头温度与其功率成正比，因此，如果使用大于30W的烙铁头，例如使用50W的烙铁头，其表面温度就会达到500度左右，这样高的温度，在烙铁头必须与元件机体紧密接触时，会在瞬间就导致元件经受超过容许值的猛烈热冲击。在此温度冲击

下，元件内部微观物理结构会由于过大的热胀冷缩现象而出现过大变化，随之导致元件基本物理性能受到破坏或影响。失效因此会随之而来。

2。使用烙铁头加热元件；

许多用户在手工焊接时都不使用电路板加热台对电路板和元件进行预热而直接对元件进行焊接，当元件体积较大时，元件的热容量也较大，未经预热的元件的机体温度无法马上达到焊锡的融化温度，因此，一下子焊不上。于是，经常有人先使用烙铁头贴到元件机体上对元件先进行急速加热，待元件温度升高到一定值时再焊接。这样的方法可以直接导致元件内部物理结构因急速的热胀冷缩而出现过大的变化，因此，非常容易导致元件电性能破坏。

3。组装密度很高但仍然使用手工焊接；

由于人手的操作精度不稳定，对于元件组装密度高的电路板，使用手工焊接，一不小心，就有可能把微小的锡珠掉落到部线密度很高，而线间距很小的电路板上造成短路。

对于元件组装密度高的电路板，既不能使用手工焊接，也不能使用容易导致元件在焊盘上易发生错位的波峰焊。

4。使用调温电烙铁；

很多公司都在广泛使用调温电烙铁，从安全性的问题出发，如果现场管理不严格，不知觉中很容易出现超温焊接的现象。另外，如果操作者自己追求焊接速度，把温度调高，焊接后的故障很难查找。隐患严重。从科学管理的角度看，适合于维修的调温电烙铁显然不应该在生产线上被广泛使用。

5。线路板加热台温度过低，预热效果形同虚设；

有些操作者为了在夏天不被面前的加热台弄的不舒服，会暗中把加热台设定温度调的过低，预热效果基本没有，仍然在使用烙铁头加热产品。出现问题后不承认焊接问题会导致质量问题。

合适的预热台温度应该在100度以上，如果使用手工焊接，这是必须的辅助条件。

6.不使用焊膏进行焊接；

片式元件的引出极片都有两个平面，如果只使用焊锡进行焊接，只能保证侧面焊接强度，对于底部与电路板上接触的引出极片而言，非常容易出现虚焊，从而导致片式元件与电路板的焊接面积和焊接强度都不够，而且非常容易导致焊接后的接触阻抗增加。

因此，使用手工焊接，必须同时使用含铅的焊膏先进行板板上的焊膏涂敷，再把元件粘接上去，再进行焊接。这样，即使使用手工焊，焊接强度也可以达到要求，而且可以明显减少虚焊和冷焊。

但是，民用产品除外，必须使用无铅焊膏进行配套焊接。

实际上使用手工焊接还可能导致的问题有些是无法预测的，如果在实际生产中仍然在使用手工焊接片式元件，务必注意上述问题的存在。