焊锡的一些知识

焊锡的一些知识

焊锡丝ROHS标准要求

来源：原创| 发布时间：10-03-21 | 点击次数：51

欧盟RoHS标准对焊锡丝要求对六种有害物含量控制如下：

1、铅(Pb)：在每种均一物质中，其含量按重量计算小于0.1%。（小于1000PPM）

2、汞(Hg)：在每种均一物质中，其含量按重量计算小于0.1%。（小于1000PPM）

3、镉(Cd)：在每种均一物质中，其含量按重量计算小于0.01%。（小于100PPM）

4、六价格(Cr6+)：在每种均一物质中，其含量按重量计算小于0.1%。（小于1000PPM）

5、多溴联苯(PBBs)：在每种均一物质中，其含量按重量计算小于0.1%。（小于1000PPM）

6、溴联苯醚(PBDEs)：在每种均一物质中，其含量按重量计算小于0.1%。（小于1000PPM）

焊锡品质分析要素

来源：原创| 发布时间：10-01-22 | 点击次数：73

合金成分分析

针对无铅合金提供合金成份: 原子光谱分析仪。

焊点质量分析

外观检验是无铅组装后必须检测项目, 当前大都根据国际印刷电路板协会所制定标准作为组装质量检查判定基准。

微切片观测分析

针对材料提供焊点表面及微结构分析。

2D/3D X光检验

利用X-Ray检查焊接气泡比例、锡球短路、不规则形状之锡球。国际印刷电路板协会建议气孔比例须小于25%。

可靠度测试

焊锡性测试无铅零件或PCB板因制程不良或污染等因素将造成零件或PCB板出现拒焊现象，因此为确保零件与PCB板上板后组装质量，必须以焊锡性试验加以确认零件与PC板之吃锡质量。

热循环测试

热循环试验为当前无铅焊点可靠性/寿命试验最普遍使用方法之一，IPC 9701则为最常被应用之规范。利用加速温度变化试验可快速评估无铅产品之寿命情况，对于特定重要IC，可透过焊点瞬断监控或焊点阻抗监测系统可实时监控焊点阻抗变化与焊点特征寿命。

振动疲劳测试

振动试验是模拟产品在运输、安装及使用环境中所遭遇到的各种振动环境影响，藉此试验来判定产品是否能忍受各种环境振动的能力，对于汽车电子之耐震动能力评估更为重要。在系统/模块产品类之规范引用上美系客户大都采用ASTM、ISTA或MIL等为验证方法，日本及欧洲客户则习惯以EN、IEC、ETSI、JIS 等为验证方法。对于质量轻且小的IC零组件则以高频振动为主要测试条件，规范应用上则以MIL为主要规范。

焊点推/拉力测试

提供可靠度试验前后之推/拉力数据以进行回焊、波焊、浸焊或手焊制程之焊点裂化分析。

金属及合金选择

来源：原创| 发布时间：10-01-12 | 点击次数：35

在各种候选无铅合金中，锡(Sn)都被用作基底金属，因为它成本很低，货源充足，并具备理想的物理特性，如导电/导热性和润湿性，同时它也是63Sn/37Pb合金的基底金属。通常与锡配合使用的其它金属包括银(Ag)、铟(In)、锌(Zn)、锑(Sb)、铜(Cu)以及铋(Bi)。

之所以选择这些材料是因为它们与锡组成合金时一般会降低熔点，得到理想的机械、电气和热性能。表1列出了各种金属的成本、密度、年生产能力和供货方面的情况，另外在考察材料的供货能力时，将用量因素加在一起作综合考虑得出的结果会更加清晰，例如现在电子业界每年63Sn/37Pb的消耗量在4.5万吨左右，其中北美地区用量约为1.6万吨，此时只要北美有3%的装配工厂采用含铟20%的锡/铟无铅合金，其铟消耗量就将超过该金属的全球生产能力。

近5年来业界推出了一系列合金成分建议，幷且对这些无铅替代方案进行了评估。备选方案总数超过75个，但是主要方案则可以归纳为不到15个。面对所有候选合金，我们采用一些技术规范将选择缩到一个较小的范围内便于进行挑选。

铟铟可能是降低锡合金熔点的最有效成分，同时它还具有非常良好的物理和润湿性质，但是铟非常稀有，因此大规模应用太过昂贵。基于这些原因，含铟合金将被排除在进一步考虑范围之外。虽然铟合金可能在某些特定场合是一个比较好的选择，但就整个业界范围而言则不太合适，另外差分扫描热量测定也显示77.2Sn/20In/2.8Ag合金的熔点很低，只有114℃，所以也不太适合某些应用。

锌锌非常便宜，几乎与铅的价格相同，并且随时可以得到，同时它在降低锡合金的熔点方面也具有非常高的效率。就锌而言，其主要缺点在于它会与氧气迅速发生反应，形成稳定的氧化物，在波峰焊过程中，这种反应的结果是产生大量锡渣，而更严重的是所形成的稳定氧化物将导致润湿性变得非常差。也许通过惰性化或特种焊剂配方可以克服这些技术障碍，但现在人们要求在更大的工艺范围内对含锌方案进行论证，因此锌合金在今后考虑过程中也会被排除在外。

铋铋在降低锡合金固相温度方面作用比较明显，但对液相温度却没有这样的效果，因此可能会造成较大的固液共存温度范围，而凝固温度范围太大将导致焊脚提升。铋具有非常好的润湿性质和较好的物理性质，但铋的主要问题是锡/铋合金遇到铅以后其形成的合金熔点会比较低，而在元件引脚或印刷电路板的焊盘上都会有铅存在，锡/铅/铋的熔点只有96℃，很容易造成焊点断裂。另外铋的供货能力可能会因铅产量受到限制而下降，因为现在铋主要还是从铅的副产品中提炼出来，如果限制使用铅，则铋的产量将会大大减少。尽管我们也能通过直接开采获取铋，但这样成本会比较高。基于这些原因，铋合金也被排除在外。

四种和五种成分合金由四种或五种金属构成的合金为我们提供了一系列合金成分组合形式，各种可能性不胜枚举。与双金属合金系统相比，大多数四或五金属合金可以大幅降低固相温度，但对降低液相温度却可能无所作为，因为大部分四或五金属合金都不是共晶材料，这意味着在不同的温度下会形成不同的金相形式，其结果就是回流焊温度不可能比简单双金属系统所需的低。

另外一个问题是合金成分时常会发生变动，因此熔点也会变，这在四或五金属合金中会经常遇到。由三种金属组成的合金很难在焊锡膏内的锡粉中实现“同批”和“逐批”一致，在四种和五种金属组成的合金中实现同样的一致性其复杂和困难程度更大。

所以多元合金将被排除在进一步考虑范围之外，除非某种多元合金成分具有比二元系统更好的特性。但就目前来看，业界还没有找到哪种四或五金属合金比二元或三元替代方案更好(无论在成本上还是性能上)。

波峰焊注意事项

来源：原创| 发布时间：10-01-16 | 点击次数：49

波峰焊时焊锡处于熔化状态，其表面的氧化及其与其它金属元素（主要是Cu）作用生成一些残渣都是不可避免的，但是合理正确地使用波峰焊设备和及时地清理对于减少锡渣也是至关重要的。

一、严格控制炉温

对于Sn63-Pb37锡条而言，其正常使用温度为240-250oC。使用方要经常用温度计测量炉内温度并评估炉温的均匀性，即炉内四个角落与炉中央的温度是否一致，我们建议偏差应该控制在?5 oC之内。需要指出的是，不能单看波峰炉上仪表的显示温度，因为事实上仪表的显示温度与实际炉温通常会存在偏差。这一偏差与设备制造商及设备使用时间均有关系。

二、波峰高度的控制

波峰高度的控制不仅对于焊接质量非常重要，对于减少锡渣也有帮助。首先，波峰不宜过高，一般不应超过印刷电路板厚度方向的1/3，也就是说波峰顶端要超过印刷电路板焊接面，但是不能超过元器件面。同时波峰高度的稳定性也非常重要，这主要取决于设备制造商。从原理上讲，波峰越高，与空气接触的焊锡表面就越大，氧化也就越严重，锡渣就越多。另一方面，如果波峰不稳，液态焊锡从峰顶回落时就容易将空气带入熔融焊锡内部，加速焊锡的氧化。

三、清理

经常性地清理锡炉表面是必须的。否则，从峰顶上回落的焊锡落在锡渣表面上，由于缺乏良好的传热而进入半凝固状态，如此恶行循环也会导致锡渣过多。

四、锡条的添加

在每天/每次开机之前，都应该检查一下炉面高度。先不要开波峰，而是加入锡条使锡炉里的焊锡达到最满状态。然后开启加热装置使锡条熔化。由于，锡条的熔化会吸收热量，此时的炉内温度很不均匀，应该等到锡条完全熔解、炉内温度达到均匀状态之后才能开波峰。适时补充锡条，有助于减小焊接面与焊锡面之间的高度差，即减小焊锡波峰与空气的接触面积，也能减小锡渣的产生。

五、豆腐渣状Sn-Cu化合物的清理