无铅制程导入
无铅化的前期导入制程
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。
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。
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。
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。
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℃以上,另外零件腳的鍍層合金組成, Ni/Pd/Au , Ni/Pd,Matte Sn(非亮面)(Sn / 1-3%Bi or Sn / 1-5%Ag)都是可以適用的,至於BGA或者CSP 等零件的銲錫球建議使用Sn/Ag(3-4%)/Cu(0.5-1)此合金組成
4. 焊接設備應注意事項
後的急速冷卻就變的相當重要了,一般降溫速度將由以往的1℃/sec 至少提升
到2℃/sec以上會來的比較恰當!因此坊間都已經有水冷式的
reflow問世了。
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b. Dip設備
以往用於63/37製程的波焊爐是無法使用於無鉛製程,主要原因為無鉛錫棒
的熔點都較以往提升30~40℃,因此錫槽的加熱功率一定要提高,如
的錫絲熔點已經比以往提高30℃以上,假设繼續使用此焊台的話,溫度一定要
調整到420~450℃以上才可以將無鉛錫絲溶化,但是相對烙鐵頭的壽命也將
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降低,因此建議必須要全面更換無鉛專用焊台,瓦數至少達到80瓦以上,溫度
同樣設定在350~380℃,在熱補償速度足夠下即可順利進行錫絲焊接製程
所推薦使用的合金,缺點是所需的作業溫度比較高(270~280℃)。
另外為了
加強此合金焊接後的強度,會在此合金當中添加微量的Ni(大約0.1%)。
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c. 錫銀銅(Sn/Ag3~4%/Cu0.5~1熔點219℃
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无铅制程标示要求
1.線頭做好線體標示. 2.專用線體上治工具/靜電 皮均需做标示. 3.非專用線體静电皮不需要 标示. 4.专用设备需做好标示(钢网 清洗机/波峰焊/錫槽/小錫 爐/锡渣回收桶). 5.SOP內容標示
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Kitting区域标示要求
物料的周转/暂存/发放 三锡/三剂的暂存与管控 治工具的测量/管控/清洗
1.維修工站:工作台/靜電皮/烙鐵/熱風槍/錫絲/清潔劑/助焊劑/ 靜電刷/鑷子/助焊筆等工具進行專用標示.
2.BGA錫球及植球器都貼有無鉛標示.
3.BGA rework工站,由R5轉換生產R6時必須對機種及治工具進行清潔 保養.
4.台車/托盤/泡棉都要進行清潔保養,并做好RoHS專用標示.
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無鉛制程標示要求
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目录
1 2 3
无铅制程导入要求
无铅制程标示要求
无铅物料标示解读
4
混合制程注意事项
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无铅制程导入要求
物料：符合无铅制程要求.
设备：满足无铅工艺要求.
管控要求: 物料/SOP/治工具使用/标示/保养.
人员技能：经培训且通过考核.
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目录
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无铅制程导入要求
錫條/錫球/錫塊
波峰焊錫條添加 小錫爐錫條的添加
SMT維修BGA使用錫球
回焊爐/波峰焊
回焊爐未做保養 波峰焊錫條添加 清潔錫渣的工具 錫渣回收的工具
小錫爐/BGA重工機
小錫爐錫條的添加 清潔錫渣的工具 錫渣回收的工具 BGA重工機的保養
BGA重工使用錫球 SMT爐前添加錫塊
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制程注意事項
1.印刷機工站 1>線體標示. 2>錫膏的領用. 2.回焊爐工站 1>線體標示. 2>爐前軌道及台面的清潔. 3>爐膛爐壁的清潔保養. 4>人員及治工具的管控. 3.維修工站 1>工站及台面的標示. 2>烙鐵風槍的標示與管控. 3>錫絲的標示與管控. 4>人員及治工具的管控.
无铅制程导入流程
无铅制程导入流程距离2006年7月1日电子产品全面无铅化的日子越来越接近了,电子业界为了符合此一潮流都正在如火如荼的进行各项相关制程的变更,然而在变更的同时势必会发生许许多多的问题,这些问题该如何克服?在导入无铅制程的同时,又该注意什么事情?如何制定无铅制程导入的流程?以下的说明希望能够提供给电子业界先进一些帮助。
在无铅制程当中要了解的事项繁多,因此建议先从以下7大方向来加以讨论：1. 各国相关无铅法令2. PCB基板材质的选择3. 无铅零件材质的选择4. 焊接设备应注意事项5. 焊接材料的选择6. 制程变更7. 可靠度试验1. 各国相关无铅法令:1.1 欧盟目前欧盟已针对电子产品发出禁铅令,并拟定所谓的RoHS指令,此条文中明确规定”铅”,”汞”,”镉”,”六价铬”,”PBB”,”PBDE’s”这六项物质不得存在或者超出所规定的含量,并规定所有的欧盟成员国必须于2004.8.13以前完成立法,并于2006.7.1正式执法。
以下为这六项物质可能冲击的产品。
目前使用的电子产品铅电机电子设备,电池,铅管,汽油添加剂,颜料,PVC安定剂,灯泡之玻璃,CRT,或电视之阴极射线管,焊接材料…等镉被动组件,焊接材料,红外线侦测器,半导体,PVC…等汞温度计,感应器,医疗器材,电讯设备,手机….等PBB&PBDE’s各式电子产品,PCB,组件,电线,塑料盖….等1.2 日本日本电子工业发展协会(JEIDA)、日本工业规格协会(JIS)…等都已经正在进行草拟各种相关的无铅规格要求,在此之前,日本各相关知名厂商如SONY,NEC,HITACHI,PANASONIC,TOSHIBA….等等都已经明定出禁铅的相关条文(例如SONY 之SS00259)1.3 美国美国的电子业界原先针对导入无铅化制程的态度原本就不是那么积极但是在世界环保潮流的推波助澜下,包括NEMI协会及一些世界知名的电子大厂(例如HP,DELL,IBM….等)都已经拟定禁铅的时程。
无铅制程技术岗位培训
无铅制程技术岗位培训级别: C级C级培训大纲:1. 无铅制程培训的目的2. 铅的用量及对人体的危害性3. 各地區對無鉛焊錫的需求4. 积极禁铅及无铅的范围5. 无铅制程导入的目的6. 无铅的定义7. 无铅制程的特点8. 有铅与无铅制程的差异9. 无铅制程导入计划10. 无铅制程导入目标11. 无铅制程试产前准备工作12. 无铅制程关系到的范围13. 无铅制程导入基本架构图14. 无铅制程导入小组讨论内容15. 无铅制程的管理规划16. 无铅DIP区域的划分17. 无铅的波焊及氮气的影响18. 无铅产品文件管制19. 超越的经营宗旨----不求最全，只求最好20. 超越是最好经营SMT专业设备供应商起草:日期: 01核对:日期:1. 无铅制程培训的目的目的: 能让所有工作人员认识到铅对人体的危害性.范围: 适用于所有制造有关到铅的行业2. 铅的用量及对人体的危害性1). 铅的用量:各种行业使用铅的历史已有千年以上,目前全球之年用量约在500万吨左右,其中81%是用于蓄电池,其次是氧化铅白色涂料与武器,两者用途也约在10%左右,是大家用铅的三种去处.其实真正用在电子产品之焊接工业者,也只不过是0.49%而已,但由于其散布范围太广,而且非常不易回收与再利用,是故所造成的污染危害则不能不算严重!2). 铅对人体及危害性铅是一种有毒的重金属，人体过量吸收铅会引起中毒，吸入低量的铅则可能对人的智力、神经系统和生殖系统造成影响，铅化合物很容易渗入地下水,将成为饮用水的潜在危机.以日本为例,其环保法规中即要求地下水的铅不可超过0.3ppm(0.3mg/l),至于美国更在其EPA (Environmental Protection Agency美国环保署) CFR(Center for Future Research 未来研究中心) 141中,规定饮用水的铅含量更严格到上限只有15 ppb(0.015mg/l)的微量.如再按美国环保署EPA40 CFR261中TCLP毒物溶出之试验时,铅的最高溶出量只能分析到5mg/l,而一般电子产品各种焊点中的含铅,废弃后在自然界的流失量(Leaching out),即高出上述溶出试验的数百倍之多,如此危险能不令人戒慎恐惧小心翼翼.為什麼有鉛物料對社會造成影響?堆填區內被廢棄的PCBs 不斷增加3. 各地區對無鉛焊錫的需求•歐洲- Electric and Electronic Equipment (WEEE) Draft Directive2006 年7 月，在歐洲地區禁止輸入或製造含鉛電子產品。
无铅制程导入建议流程
距離2006年7月1日電子產品全面無鉛化的日子越來越接近了,電子業界為了符合此一潮流都正在如火如荼的進行各項相關製程的變更,然而在變更的同時勢必會發生許許多多的問題,這些問題該如何克服?在導入無鉛製程的同時,又該注意什麼事情?如何制定無鉛製程導入的流程?以下的說明希望能夠提供給電子業界先進一些幫助。
在無鉛製程當中要了解的事項繁多,因此建議先從以下7大方向來加以討論：1. 各國相關無鉛法令2. PCB基板材質的選擇3. 無鉛零件材質的選擇4. 焊接設備應注意事項5. 焊接材料的選擇6. 製程變更7. 可靠度試驗1. 各國相關無鉛法令:1.1 歐盟目前歐盟已針對電子產品發出禁鉛令,並擬定所謂的RoHS指令,此條文中明確規定”鉛”,”汞”,”鎘”,”六價鉻”,”PBB”,”PBDE’s”這六項物質不得存在或者超出所規定的含量,並規定所有的歐盟成員國必須於2004.8.13以前完成立法,並於2006.7.1正式執法。
以下為這六項物質可能衝擊的產品。
目前使用的電子產品鉛電機電子設備,電池,鉛管,汽油添加劑,顏料,PVC安定劑,燈泡之玻璃,CRT,或電視之陰極射線管,銲接材料…等鎘被動元件,銲接材料,紅外線偵測器,半導體,PVC…等汞溫度計,感應器,醫療器材,電訊設備,手機….等PBB&PBDE’s各式電子產品,PCB,元件,電線,塑膠蓋….等1.2 日本日本電子工業發展協會(JEIDA)、日本工業規格協會(JIS)…等都已經正在進行草擬各種相關的無鉛規格要求,在此之前,日本各相關知名廠商如SONY,N EC,HITACHI,PANASONIC,TOSHIBA….等等都已經明定出禁鉛的相關條文(例如SONY 之SS00259)1.3 美國美國的電子業界原先針對導入無鉛化製程的態度原本就不是那麼積極但是在世界環保潮流的推波助瀾下,包括NEMI協會及一些世界知名的電子大廠(例如HP,DELL,IBM….等)都已經擬定禁鉛的時程。
无铅制程导入面临问题及解决方案
无铅制程导入面临问题及解决方案1 引言实施无铅化电子组装，许多企业并不主动，而是在各种压力下才转为无铅化生产。
外来压力主要包括法令规定、环保要求、市场利益、用户需求、有害物质回收处理和无铅技术方面等。
无铅化电子组装实施5步法，即：〔1〕选择正确的物料和设备，〔2〕定义制程工艺；〔3〕建立可靠的制造工艺：收集分析数据，排除制程中缺陷；〔4〕执行无铅化生产：生产开始后仔细跟踪制程并作必要的调整；〔5〕控制并改良制程：持续不断的跟进、监控和分析数据，并良好控制整个制程。
2 物料选择2.1 PCB无铅化制造中涉及许多与PCB有关的问题，包括设计、材料和工艺等，特别需要关注和控制的问题有：可焊性及热过程中可焊性的退化问题；较低CTE基材选用问题；合适的焊盘涂层材料选择问题；焊接过程中大尺寸PCB下垂变形问题；高温下基板z轴的热膨胀系数导致通孔可靠性问题；基材高温分解引起的可靠性问题；基材吸水后在高温再流过程中可能导致的内部分层、玻璃纤维和树脂界面接合的退化问题；另外还有兼容性和长期可靠性问题。
基材对于简单产品，焊接温度为235－240摄氏度，对于大热容量的复杂产品，可能需要260摄氏度高温才能满足要求，传统PCB基材大量使用溴化环氧树脂等含卤素聚合物的阻燃材料〔含PBB和PBDE〕，在无铅工艺高的焊接温度下可能出现不可接受的变色、起皮和变形，而且容易释放出高毒性物质〔如二恶英等致癌物〕，另外焊接温度升高，由于材料的CET不匹配，尤其是Z方向，易造成多层结构的PCB金属化孔镀层断裂，一般玻璃转化温度Tg前后，都要求有较低的CTE，如图1中B为合适的材料选择。
常用FR4的Tg在135摄氏度左右，Tg下树脂、玻璃纤维的CTE与Cu〔16×16－6/k〕相似，而在Tg－260摄氏度间Z轴CTE较大，〔80－90×10－6/k〕，基于外观要求、设计难度和绿色制造等理由，无铅化用PCB应转向使用Tg较高的FR4、FR5或CEMn基材有助于降低不匹配产生的应力，但后两者成本较高，表1和图2为不同钎料焊接温度对PCB基材的性能要求。
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。
无铅制程知识讲座
无铅制程知识讲座尊敬的各位听众，大家好！今天我将为大家带来一场关于无铅制程的知识讲座。
无铅制程是现代电子制造过程中的一项重要技术，它不仅可以提高产品的品质，还能有效降低对环境的污染。
让我们一起来了解一下吧。
首先，让我们明确一下什么是无铅制程。
无铅制程是一种使用无铅焊料及处理方法的电子制造技术。
相对于传统的铅焊接技术，无铅制程具有更高的可靠性、更低的环境污染风险和更长的使用寿命。
在无铅制程中，我们使用的是一种称为无铅焊料的材料，它可以替代传统的含铅焊料，从而降低对环境和人体健康的潜在危害。
无铅制程的实施主要分为两个方面：一是无铅焊料的使用，二是无铅加工工艺的应用。
无铅焊料主要由锡、银、铜等元素组成，不含有害的铅成分。
在无铅制程中，焊接工艺的温度和时间需要进行严格的控制和调整，以确保焊接质量的稳定和可靠。
无铅制程带来的好处不仅仅是环境友好，还有一系列的技术优势。
首先，无铅制程可以提高产品的可靠性和稳定性。
铅焊接会加速器件的老化和腐蚀，而无铅焊接可以减少这种现象，延长产品的寿命。
其次，无铅制程还可以提高焊接质量和一致性。
无铅焊料的粘附性较强，能更好地与焊接表面结合，从而减少焊接缺陷和虚焊的风险。
此外，无铅制程还可以降低生产过程中的能源消耗和生产成本，提高企业的竞争力。
然而，我们也要认识到无铅制程带来的一些挑战与问题。
首先，无铅焊料相对成本较高，这增加了生产成本。
其次，无铅终端的使用寿命相对较短，需要维修和更新的频率更高。
最后，无铅制程在实施过程中还需要员工接受培训和技术支持，以确保焊接工艺的准确性和稳定性。
总之，无铅制程是一种环保、可靠的电子制造技术，对于提高产品品质和保护环境具有重要意义。
虽然无铅制程也面临一些挑战和问题，但通过技术改进和不断创新，我们相信无铅制程将会成为未来电子制造业发展的主流趋势。
谢谢大家！(此为人工智能文章生成，仅供参考。
)无铅制程作为一种环保、可靠的电子制造技术，具有广泛的应用前景和深远的影响。
无铅制程的实施方案
电子产品组装中无铅制程的实施方案主要内容：1 电子产品转入无铅制程的时代迫切性2 无铅化电子组装的概念3 无铅焊料的定义4 无铅焊料及其供应元器件的选择5 无铅制程的特点与难点6 各种焊接工艺无铅制程的指导性原则7 无铅制程的导入方案8 亿铖达的专业精神如何帮助您顺利导入无铅制程一、电子产品转入无铅制程的时代迫切性1991年美国参议院提出Reid法案，要求将电子工业用焊料中铅含量控制在0.1%以下，虽然该法案当时遭到了美国工业界的强烈反对而中途夭折，但却引发了世界范围内对无铅化电子组装技术的研发热潮。
同时许多国家和地区的政府也开始关注电子产品生产过程中的环保问题，无铅化电子组装也慢慢演变成一个行业政策的问题。
2003年是无铅化电子组装发展进程中的一个里程碑。
该年2月13日，欧盟正式公布了WEEE和RoHS指令，明确规定自2006年7月1日起，所有进入欧洲市场的电力电子产品必须不含有6种有毒有害物质，其中铅排在第一位。
作为第一个强制要求无铅化的政府官方文件，这两个指令的正式出台对世界范围内的电子工业产生了巨大影响。
仅以中国为例，中国现在每年向欧盟出口电子产品可创汇约2000亿美元，如果不能突破无铅化电子组装这一绿色技术壁垒，其损失是显而易见的。
因此，中国信息产业部在欧盟指令出台后不久，即2003年3月，已经开始拟定《电子信息产品污染防治管理办法》，其核心内容是自2006年7月1日起，投放于中国市场的国家重点监管目录内的电力电子产品也必须不含有6种有毒有害物质，同样铅也是排在第一位。
据我们了解，这一《管理办法》最晚于2005年正式出台。
另一方面，绝大多数国际知名的电子公司都已经把自己的产品完全实现无铅化的日程表锁定在2005年。
当然，他们也必然会要求其OEM厂家及相关供应商要保持同步。
由上述阐述可见，电子产品转入无铅制程的迫切性是这个时代的要求，只有下大力气尽快尽可能好地完成这一转变，才有可能在未来的市场竞争中立于不败之地。
无铅制程基础培训教材2
无铅制程基础培训教材无铅焊锡基础知识•一．无铅焊料的定义：无铅焊锡的问题点及其改善方法νν选择用于无铅焊锡烙铁时的注意点无铅化后选择烙铁时的四大要点选择热容量大的烙铁头、加热器。
（温度设定在350℃左右）νν选择焊接作业时温度下降幅度小的烙铁。
选择吃锡良好、不容易被锡侵蚀的烙铁。
（可以只更换烙铁头的类型比较经济）νν在氧化、漏焊、锡尖等现象频发时、请使用氮气气体。
无铅焊锡的问题点熔点高、锡丝不容易熔化。
烙铁头消耗变快。
烙铁头氧化变快。
浸润性、延展性变差。
容易出现锡尖、短路等现象。
恰当的设定温度为多少度呢?无铅锡丝的熔点与共晶锡丝的183℃相比、要高25～35℃。
（Sn-Cu227℃、Sn-Ag-Cu218-219℃）如果觉得热容量不够的话，最好不要提高设定温度，而是选择增加加热器的能力。
烙铁头的温度可设定在比熔点+100～150℃范围，350℃左右最恰当（即使高也最好别超过380 ℃）烙铁头的氧化及碳化物的附着温度设定越高烙铁头消耗越快。
烙铁头消耗的原理。
铁质材料被锡丝中的锡侵蚀。
此现象称为腐蚀(熔解)。
锡槽的不锈钢（SUS）、烙铁头镀的为铁（Fe)的原因，容易被锡腐蚀。
无铅化后锡丝中锡的含量增加了。
Sn-Pb为63%、而Sn-Ag-Cu为96.5%。
（锡的含量增加了50%以上。
）从Sn-Pb转为无铅化，烙铁头的寿命缩短了2～3倍。
烙铁头的腐蚀形成Fe与Sn的化合物镀铁层的Fe熔解到锡丝内烙铁头侵蚀断面的解析，镀铁Fe的侵蚀随着时间成比例增加１．总结:无铅焊锡的问题点及其改善方法烙铁头温度高的话，烙铁头容易氧化、碳化物也容易附着。
→温度设定不要过高350℃左右，设定温度高的话，烙铁头消耗加剧。
→温度设定不要过高350℃左右由于镀铁被锡侵蚀(腐蚀、熔解)造成的烙铁头消耗，→选择不易消耗的高品质的烙铁头，锡丝附着的时间越长，烙铁头的消耗就越快，→经常关闭电源、清洗烙铁头。
无铅专用焊台温度都十分稳定，能够在最短的时间传递足够的热量，而且不需要操作者调节温度。
无铅制程导入
手工焊接的烙铁温度设定一、手工焊接的原理：常见的手工焊接工艺就是通过烙铁头传热，熔化焊锡，来使焊接件（电子元器件等）与焊盘（被焊件）连接接合。
手工焊接要素：电源（焊台或烙铁）、加热体（发热芯）、烙铁头、焊锡、焊接件等；二、无铅焊接知识以前的焊锡是锡铅合金，如63/37（锡63%，铅37%），熔点为183度。
因铅对环境的有毒性，ROHS等法规规定电子产品中禁用。
所以出现了替代的无铅焊锡。
如：表1、松香入无铅焊锡焊锡-熔点温度范围Sn－Cu系列 Sn－0.75Cu 227℃Sn－Ag系列 Sn－3.5Ag 221℃Sn－Ag－Cu系列 Sn－3.5Ag－0.75CuSn－3.0Ag－0.7CuSn－3.0Ag－0.5Cu 217℃～219℃217℃～219℃217℃～219℃无铅焊锡相对有铅焊锡：1、熔点升高约34-44度；2、焊锡中锡含量增加了；3、上锡能力差（可焊性差），无铅焊锡的焊锡扩散性差，扩散面积差不多是共晶焊锡的1/3；三、手工焊接温度公式：焊接作业最适合的温度是在使用的焊锡的熔点＋50度。
烙铁头的设定温度，由于焊接部分的大小，电烙铁的功率和性能，焊锡的种类和线型的不同，在上述温度的基础上还要增加X度（通常为100）为宜。
即为：烙铁头温度=焊锡熔点+50+X（损耗）。
如：有铅焊锡63/37常用焊接温度：183+50+100=333左右，无铅锡铜为：227+50+100=377度。
因为不同产品焊点大小、不同焊锡、不同环境及操作习惯等影响，此处X变化很大，所以焊接温度有从350-450的使用情况。
四、烙铁头损耗原理：烙铁头尖端结构大致为；铜-镀铁层-镀锡层，焊接时，加热的情况下，镀铁层会与焊锡中的锡之间发生物理化学反应，使得铁被溶解腐蚀掉，而且这个过程随着温度升高会加速。
所以，无铅焊接时，因为焊接温度普遍升高，同时焊锡中的锡含量也大幅度增加，于是烙铁头的寿命急剧减少。
五、无铅手工焊接常见问题：1、使用高温时，容易损坏元器件；2、烙铁或焊台热回复性不好的话，容易出现虚焊假焊，不良率增加；3、烙铁头氧化损耗增加；六、无铅手工焊接常见对策：1、使用无铅专用烙铁头（本身镀无铅锡，适当增厚镀铁层来延缓腐蚀，延长寿命，同时不影响导热）；2、使用无铅专用焊台（大功率、快速回温，使得温度更稳定，并能使用低温进行焊接）；七、无铅焊台知识：由焊接原理可知，焊接工艺是靠热量的传递来完成的。
无铅制程导入面临问题及解决方案
Ｐ Ｂ下垂变形问题 ；高温下基板 Ｚ Ｃ 轴的热膨胀系数 ２ ８℃时Ｐ Ｂ能保持它的强度多长时间，ＩＣ最近 ８ Ｃ Ｐ
导致通孔可靠性 问题 ；基材高温分解引起的可靠性 公布的 Ｆ ４ Ｒ 标准草案中为 １ ｉ。此外在 电镀前还 ５ ｎ ｍ
问题；基材吸水后在高温再流过程中可能导致的内 需除掉孔内侧树脂 ／ 玻璃纤维，以增强金属化孔壁 部分层 、玻璃纤维和树脂界面接合的退化 问题 ：另 与多层板的结合力 ，凹蚀深度一般为 １ — ０ ｐ ３ ２ ｍ，
有害物质回收处理和无铅技术方面等 。
无铅化 电子组装实施 ５步法，即： １选择正 （） 确 的物料和设备 ； ２ 定义制程工艺 ： ３ 建立可靠 （） （）
的制程工艺：收集分析数据 ，排除制程 中的缺陷：
２１ Ｐ ． ＣＢ
无铅化制造中涉及许多与 Ｐ Ｂ有关的问题，包 Ｃ
括设计 、材料和 工艺等 。特别 需要关注和 控制 的
工艺与设备 ・
问题有 ：可焊性及热过程中可焊性的退化问题 ；较 出将 改为质量减少 ２ ％的温度，如图中 为２０ ２ 高 的基材选用 问题 ；较低 Ｃ Ｅ基材选用 问题： ℃和 ２０ｏ Ｔ ６ Ｃ。除了表中对 Ｐ Ｂ分解温度的要求外， Ｃ
合适的焊盘涂层材料选择 问题 ；焊接过程中大尺寸 无铅后 Ｐ Ｂ还要求一个参数 Ｔ ８ ，含义为温度在 Ｃ ２８
收稿 日期 ：２ ０ ．４ １ ０ ６０ ． ２ 作 者简 介 ：史建卫 （ ７ 一） １ ９ ，男 ，毕 业于 哈尔 滨工业 大 学 ，主要 从事 Ｓ Ｔ工 艺与 设备 方面 的研 究 。 ９ Ｍ
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电 子 工 业 毫 用 设 苗
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无铅制程导入面临问题及解决方案(三)汇总
无铅制程导入面临问题及解决方案(三)3.3.5 可控冷却速率液态温度以上时间（TAL）和焊接峰值温度决定金属间化合物的形态和厚度，可控的冷却速率可控制液态温度以上时间，快速冷却可以细化晶粒，提高强度，防止偏析，增强可靠性，避免Ag3Sn和Cu6Sn5等树枝状结晶的形成（如图20），还降低了产品焊后的出炉温度，但快速冷却容易产生较大应力对元件和组装板不利，一般推荐冷速在3－6摄氏度/秒之间。
3.3.6 更先进的炉温控制技术随着元件密度增长和工艺窗口变窄，寻求一个工艺曲线可以满足这样的组件和工艺，特别是大尺寸、横向温差也较大的PCB是一件很不容易的事，就需要更先进的炉温控制技术，比如KIC 炉温测控系统等，对工艺进行优化和控制。
3.4 波峰焊设备与工艺波峰焊是借助于机械泵使熔融钎料不断垂直向上地朝喷嘴涌出，形成20－40mm高的波峰。
钎料以一定压力和速度作用于电路板完成焊接过程。
图21为传统波峰焊工艺转变的参数变化，除了传输速度减小外，其他参数均大于或相似于传统工艺。
3.4.1 焊剂除覆系统免清洗焊剂普遍应用于无铅化电子组装中，其溶剂包括水、甲醇、乙醇、异丙醇和丁醇（见条6）固体含量低于5％，一般为2％左右，发泡式涂覆方式缺乏过程控制、溶剂蒸发严重，比重很难控制，易造成非均匀形核，常需要标定焊剂比重（多为0.808－0.815μg/cm3）及更换焊剂。
由于醇基焊剂的挥发对环境不利，目前市场对无VOC水基免清洗焊剂的需求较大，采用喷雾方式效果较好。
水基焊剂由于成本高，要求更少的剂量，减少了30％，并需增强的喷雾法使雾滴更加细小，得到平稳的焊剂分布，传统喷雾方式基于空气压力调整，喷嘴直径0.6－1.0mm，为了降低喷涂量而使用细喷嘴容易发生堵塞。
附带超声装置的喷嘴自带有雾化作用，喷嘴直径一般在2.54mm左右，不易堵塞。
焊剂涂覆量和均匀性对于焊点质量非常重要，涂覆量的检测一般可采用称质量法，单位为μg/cm3，普通焊剂流量通过手动流量调节阀来调节，先进焊剂流量通过精密机械泵来控制，涂层厚度可控制在1.5μm左右，涂敷均匀性一般采用两块金属板夹住一具有化学敏感性的纸张（一般选择传真纸），面向喷雾设备的金属板预先开好特定的焊盘孔，进行喷雾过程后根据纸张上颜色或灰度值大小进行判断涂敷的均匀性以及是否有严重的重复涂敷。
无铅导入注意事项
GP 供应商选择以及管理 GP supplier selection and management
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进料检验管理 Material Incoming Inspection
保证供应商提供的产品符合绿色环保规 定. To ensure materials to compliant to Green Environment.
控制要求 Requirements of Control 识别因产品无铅而需要的设计变更,并形成相应的设计规则,例如PCB layout , 电气设计 To identify design change necessary for Pb-free product, and formulate related design 要求相关厂商提供第三方机构之物质测试报告,并根据xxx company 之规格文 件LS-301 予以判定. (注意: 当客户对第三方测试机构有指定时,则提供此机构 之报告) To require vendors to render substance certification released from 3rd part, and judge it according to xxx company Spec LS-301(Highlight: valid certificate must be issued 1. 电子材料/半品/成品其料號都以“P” 为后缀.例如： 有铅料号： 6711100140 无铅料号： 6711100140P 对于含版本标示的料号，则将“-”用“P”代替。例如 有铅料号： 6832151100-02 无铅料号： 6832151100P02 . As for electronic parts/semi/final products, "P" will be added as suffix. 2. 机构材料/辅料: 如果原有材料符合绿色环保, 则料号不予变更,反之则需要 建立新的料号以不同与原有铅材料之料号. As for Mechanical/Auxiliary material, P/N is remain original when compliant to Green Environment, otherwise, a new P/N is asked to build to distinguish the original. 设计无铅产品专用标示. Design Pb-free Logo particularly uesed by Pb-free product. 材料外包裝必須贴有"Pb-free"標示. External package of material must own "Pb-free" label. 材料盒/料架等放置無鉛產品的容器必須標示“Pb-free”. Box/shelf occupied by Pb-free material must own "Pb-free" label 存储區域(包括檢驗區)必須與有专用區域,并標示“Pb-free”. Stocking area including inspection area must be particular and own "Pb-free" label 維修站返回的產品必須通過 SFIS系統,以確認其是否為無鉛產品. Returned product from repair station must pass SFIS to check its Pb-free character. 客戶返回的產品入倉前必須通過 SFIS系統,以確認其是否為無鉛產品. Returned product from customer must pass SFIS to check its Pb-free character. 1. 制订选择绿色环保供应商之管理规定. To set-up regulation on how to qualify vendors for Green Environment. 2. 稽核厂商之生产现场. To execute vendor audit for Green Environment . 3. 与厂商签订<環境關聯物質不使用承诺>. To sign contact of GP commitment with vendors . 制订绿色环保材料之检验方法. To formulate inspection method of Pb-free material.
无铅制程教育训练
Cadmium 镉及其化合物 Lead 铅及其化合物 Mercury 汞及其化合物 Hexavalent Chromium PBB聚溴联苯 PBDE溴联苯醚
欧盟
100 1,000 1,000 1,000 1,000
Dell
50 100 5 100 5
IBM
10 1,000 1,000 1,000 1,000
无铅制程的相关要求
锡须：纯锡表面容易受到自然晶体增长的攻 击。锡须可以在焊锡几年之后开始增长, 锡须增长取决于温度与湿度，其形成的 条件在50℃以上，相对湿度50%。为了 避免锡须，在焊接工艺中引入的温度应 该尽可能低，这也是采用直线升温 回流曲线的另一个理由。还有，锡的含 量是很重要的；锡纯度水平越高，形成 锡须的机会就越大。
推行无铅制程的紧迫性
日本制造商早在2001年开始就对“无铅制 造”采取方针，根据计划，日本制造商将从 2003年到2005年全面实现在电子整机和相关组 装件中实现无铅的目标。 欧洲电子电气设备指导法令（WEEE Directive)规定:成员国将在2005年8月13日后， 使投放于市场的电子或电气器具的生产者在器 具上印有清楚标志 。
6.电气和电子工具 ：旋盘、研磨盘、割草机、手工
具等 7.玩具、休闲和运动设备 ：电动车、电视游乐器等 8.医用设备 ：呼吸器、X光机、核能设备等 9.监视和控制装置 ：侦烟器、家用或工场之仪校设 备等 10.自动分配机 ：自动取款机 、冷热瓶或者罐头自 动售货机等
国际知名企业及组织的管制指标-WEEE
无铅制程的相关要求
元件：有害物质含量符合RoHS之规定，而且 元件焊接引脚镀层也要无铅。应RoHS 指令，可采用材料取代的方式，以不受 限制的材料来取代指令中禁用的材质。 由于无铅焊料比Sn63/Pb37的熔点焊料 高，所以要求元件必须耐高温。 PCB：要求PCB板的基础材料耐更高温，焊接 后不变形，表面镀覆的无铅合金材料与 组装焊接用无铅焊料兼容，而且要考虑 低成本。
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F~G
220 200
oC
C oC
150
B oC A: 预热区加热斜率: B~ C : 浸润区温度: D: 回流区加热斜率: E: 冷却区降温斜率: F~G : 峰值温度: T1: 预热时间: T2 : 浸润时间: T3 : 大于 220 oC的时间 :
Sec.
100
T1
50
T2
T3
pre-heat
SMT制程 回焊炉的加热区域建议至少要8区以上，若低于8区将可能 影响产能。是否添加氮气，可与焊接材料厂商询问并进行 氮气与非氮气下的可靠度比较。冷却区的降温速率必须提 高，以确保合金固化后的强度。 波焊炉的选择原则上是无法使用原先的炉子，因为无铅焊 锡的熔点较高，锡铜成分熔点227℃,建议作业温度275± 5℃； 锡银铜成分熔点217℃,作业温度275± 5℃，因此为了提高 热补偿的速度，加热器的功率势必要提高,另外由于无铅 焊锡本身对不锈钢会有侵蚀的作用,因此炉壁本身建议改用 镀钛合金成分。 无铅焊台(烙铁头)的选择，同样为了提高热补偿的速度， 原先使用的30W或者40W的焊台，都必须提高至少到 80W以上，这样在350~380℃才能够无铅锡丝迅速溶融。
焊点裂痕 切片
Solder Paste Sn-Ag Sn-Ag-Cu Sn-Ag-Cu-Ni-Ge Liquid Flux 无铅专用助焊劑
Solder Bar Sn-Cu Sn-Ag-Cu Sn-Ag-Cu-Ni-Ge Paste Flux 无铅专用助焊膏
制程变更
1. SMT制程: (1). 钢网 由于无铅焊锡本身的表面张力比有铅焊锡要大，相对的扩散性会较差,因此钢网的开孔 大小建议至少1:1比例(尤其针对OSP板),另外防锡珠的开法也建议以下方图示为佳! (2). Profile设定 下图a1~a6使用50X以上显微镜观察,发生原因主要是合金特性与降温速度不够快造成 下图b1~b2使用50X以上显微镜观察,发生原因主要是使用含铅零件搭配无铅锡膏,虽然 发生的机率不高,但是仍建议尽量使用无铅锡膏搭配无铅零件
无铅制程导入
导入无铅制程的基本要素流程图
要导入无铅制程主要分成六大类：PCB、零件、焊接设备、焊接材料、制程变更、可 靠度测试，以下將就这六大项目分別说明该如何完成初步的导入无铅制程的基本要素。 另外该如何确保所使用的材料是符合国际规范的无铅化要求也是另一个重点。
PCB基板
主动元件 被动元件
焊接设备
BGA , CSP.…等相关零件所用的ball(除了特殊IC外) 建议采用合金为: Sn - (3~4)Ag – (0.5~1)Cu
主动与被动元件
2. 零件的耐温性: 由于无铅的建议温度中,Peak Temp（峰值温度）为240± 10℃,因此建议所有的 SMT零件其耐温性要求必须达到260℃以上
附注说明: 化金板有”Black Pad”问题 OSP板须注意二次回焊的可焊性
1. 成本:
2. 焊锡性: 3. 可靠度:
(a) < (c) < (d) < (b)
(b) > (c) & (d) > (a) (b) > (a) > (d) > (c)
主动与被动元件
不管是何种元件，一旦导入无铅化，过程都必须深入了解到以下几个问题？ 1. 零件镀层合金组成: (Pb 必须小于100ppm, Cd必须小于5ppm)
预热区
50
Soaking
浸润区
100 150
Reflow Cooling
回流区
200
冷却区
250
1.5~3.0 oC/sec 155~185 oC 1.2~2.3 oC/sec 1.7~2.2 oC/sec 230~250 oC 50~80 sec 60~120 sec 40~70 sec
焊接设备
无铅制程
焊接材料
制程变更
可靠度测试
PCB基板
目前市场上可供无铅制程使用的PCB基板焊垫(PAD)的材质大约可分为六种 其中由于化锡板与锡银铜喷锡板的制程尚未成熟,在此先不进行说明： (a). OSP裸铜板 (c). 化金板 (e). 化锡板 (b). 镀金板 (d). 化银板 (f).锡银铜喷锡板
DIP制程
REWORK制程
焊接材料
以下是建议使用的无铅合金材料：锡银(221℃)，锡铜(227℃)，锡银铜与锡银铜镍锗(217~219℃)
Байду номын сангаас
美国NEMI Sn-3.9Ag-0.6Cu
日本JEIDA Sn-3.0Ag-0.5Cu
欧盟 Sn-3.8Ag-0.7Cu
BGA Sphere Sn-Ag Sn-Ag-Cu Sn-Ag-Cu-Ni-Ge Solder Wire Sn-Cu Sn-Ag-Cu Sn-Ag-Cu-Ni-Ge
x
x
O
制程变更
2. DIP制程:
(1). 治具 由于无铅焊锡本身的流动性比含有铅焊锡要差，若要增加流动性势必要提高温度，但 是又因为要考虑到零件的耐温性,很难两全其美，若开启涌波，又很容易形成短路，因 此治具的设计的时候要尽可能与焊接脚离的越开越好！（如下图蓝点较为适当） (2). Profile与锡炉设定条件 Profile设定原則上依照flux供应商建议即可!由于锡银铜合金特性,dip焊点经过焊接 冷却之后很容易形成自然性(非外力破坏型)的焊点裂痕,即使于出口裝设冷风设备 使其急速冷却,也很难完全避免 焊点裂痕 治 具 治具
Chip, Through-hole Components, Connectors…等相关零件 建议采用合金为: Matte Sn (雾锡), Sn-Bi
QPF, TSOP, Connectors, Through-hole post.…等相关零件 建议采用合金为: Matte Sn (雾锡), Ni / Au , Ni / Pd / Au