无铅焊接工艺
无铅手工焊接工艺分析
第一步准备施焊 中， 所要焊 接的焊 盘仍处于室温 ， 仅 是烙
焊 盘温度状 态如图 ４所示 。 度 要 比焊 料 的 熔 点 高 出 ４ Ｏ ℃， 焊 接 时保 持 这 个 温 度 ３ － ５秒 ， 其 铁头达到预设 的温度 ，
（ ３ ） 电烙铁加热设定温度。无铅焊料的焊接 ， 烙铁 的设定 温度应采用低端温度 。 温度 的设定要根据被焊元件 的耐热性、 焊接部位吸收热量成度等因素进行设定 。
２ ０ ０
Ｏ １ ２ ３ ４ ５ ６
—
胁 ｃ
。 。
Ｃ ３ ０
Ｐ Ｃ Ｂ损 坏温度 区， 温度 为 ３ ０ ０ ＂ （ ２ 左右 ， 焊点达到这个温度
１ ０ ０
会造成 Ｐ Ｃ Ｂ焊盘损坏； 元器件损坏温度 区， 温度为 ２ ６ ０ ＂ １ ２ 左右 ， 焊点 达到这个温度会造成元件损坏； 回流焊接温度 区： 虚 线为
料对整个工 艺的可操作性、 可靠性等方面起 着决定性 的作用， 工艺窗口的缩 小给工艺人员带来很大的挑战， 同时焊接温 无铅焊料与有铅焊料 Ｓ ｎ ６ ３ Ｐ ｂ ３ ７相比有 不同特性 。图 １中分 度的提 高也对焊接工艺提 出了更高的要求 。手工焊接 的主要 别是锡铅焊料与无铅焊料的手工焊 接工 艺窗 口。 工具是电烙铁 ， “ 工欲 善其事 ， 必先利其器” ， 要提 高无铅手工
焊锡熔 点温度 ； 助焊剂活化 区， 为该 区域的下半部分。
０
一
— ： 时 间 ２ ｊ ｓ
图 ２理 接 工艺窗 口
从图 ｌ 可知 ， Ｐ ｂ ． ｓ ｎ 焊料的回流焊接温度为 ２ ｌ ５ ℃． ２ ３ ０ ℃， 无 铅回流焊 接温度为 ２ ４ ５ ＂ Ｃ－ ２ ５ ５ ￣ Ｃ 左右 。若 以元器件损坏温
回流焊接工艺及无铅技术要求
回流焊接工艺及无铅技术要求回流焊接是一种常见的电子组装工艺，旨在通过在电路板上加热的同一区域内同时完成焊接和热残留的去除。
回流焊接工艺的目的是确保焊接质量，并尽量减少热应力对电子器件造成的损害。
无铅焊接是一种环保型的回流焊接工艺，旨在取代含铅焊料并减少对环境的污染。
下面将详细介绍回流焊接工艺和无铅技术要求。
回流焊接工艺通常包括以下几个步骤：预热、焊接、冷却和清洗。
首先是预热阶段，通过加热电路板上的焊盘和元件至预定温度，以准备焊接。
焊接阶段是回流焊接的关键步骤，焊盘和元件表面的焊膏会熔化并形成焊点。
在此过程中，需要控制好温度和焊接时间，以确保焊接的质量。
冷却阶段是将焊点迅速冷却至室温，以固化焊膏。
最后是清洗阶段，通过去除焊接过程中产生的流动剂和焊膏残留物，以使电路板达到可靠的电气和机械性能。
无铅焊接是对传统含铅焊接的替代方案，以减少对环境的污染和人体健康的影响。
无铅焊料通常使用锡和其他合金元素的组合，以替代传统含铅焊料。
由于无铅焊料的熔点较低和流动性相对较差，需要对回流焊接工艺进行调整。
以下是无铅焊接技术的一些要求：1.温度控制：无铅焊接的温度一般较高，通常在240-260摄氏度之间。
需要确保焊接区域的温度能够达到要求，并且在焊接过程中保持稳定。
2.施加力度：由于无铅焊料的流动性较差，需要增加施加于元件的重量，以确保焊盘和元件之间能够良好接触。
3.回流焊炉的设计：无铅焊接需要的温度较高，而焊炉的设计应考虑到这一点，以确保工艺的可行性。
4.元件的选择：无铅焊接对元件有一定的要求，不同的元件可能需要适用于无铅焊接的制造工艺。
5.环境和健康安全：无铅焊接强调环保和健康安全，需要遵守相关的法规和标准，并对焊接工艺进行有效的控制和监测。
总之，回流焊接是一种常见的电子组装工艺，无铅焊接是其环保型的变体。
为了确保焊接质量和减少环境污染，需要对回流焊接工艺进行调整，并且遵守无铅焊接技术的要求。
这些要求包括温度控制、施加力度、焊炉设计、元件选择以及环境和健康安全等方面。
PCB电路板有铅与无铅工艺的区别
PCB电路板有铅与无铅工艺的区别1.材料选择：有铅工艺中，焊接使用的主要材料是含有铅的焊料。
而无铅工艺中，焊接使用的主要材料是不含有铅的焊料。
无铅焊料常用的成分包括锡、银、铜等。
2.熔点差异：有铅焊料的熔点较低，一般在183°C左右。
而无铅焊料的熔点较高，一般在217°C左右。
因此，在无铅工艺中，焊接的温度需要更高。
3.环境友好性：无铅工艺主要是为了减少对环境的污染，铅是一种对环境和人体有害的金属，所以近年来各国纷纷提倡无铅工艺的应用。
相比之下，有铅工艺会产生有害废料和废气，对环境造成更大的危害。
4.焊接质量：无铅工艺相对于有铅工艺来说，焊接质量更好。
因为无铅焊料形成的焊点通常比较薄而均匀，能够实现更高的焊接密度。
而有铅焊料容易形成焊锡球、焊墨、焊渣等焊接缺陷。
5.焊接工艺调整：由于无铅工艺的熔点较高，需要重新调整焊接工艺。
在无铅工艺中，需要将焊接温度和焊接时间加大，以保证焊接点的质量。
6.实施成本：无铅工艺相对于有铅工艺来说，实施成本更高。
首先，无铅焊料的成本较高。
其次，因为无铅焊料的熔点较高，需要使用更高效的焊接设备，增加了设备投资成本。
总体而言，无铅工艺相比有铅工艺具有更多的优势，尤其是在环境友好性和焊接质量方面。
目前，越来越多的电子产品制造商选择无铅工艺作为电路板制造的首选。
然而，无铅工艺也带来了一些新的挑战，如在焊接温度调整和设备升级方面的问题。
因此，在实际应用中，制造商需要综合考虑产品特性、成本和生产效率等因素，选择适合的工艺。
无铅焊接中的工艺问题
从 图 中可 以得 知 。对于 无铅 合金 来说 润湿 时间是 随温 度 的增 加而 减 少 的 ，直 接 达 ￣２ １ 时 ，润 湿 时间 趋于 平 Ｊ７ ℃ 稳 或 者 随 着温 度 的继 续升 高而 增 加。 与润湿 时 间相 类似 。 润湿 力 随 着 温 度 的上 升 而 增加 ．当温 度增 ２ Ｔ２ １ 时 。 ３ Ｅ７ ｏ １Ｊ Ｃ Ｕ
的 工艺 、设备 等 深 层次 技术 问题 ．比想象 的更 要复 杂 。
在 业 界 推 广 应 用 无 铅 焊 料 。 基 本 上 是 由
Ｓ ｋ Ｇ ＣＵＢ等 元素 组成 。在Ｓ ／Ｂ 金 中最 常 见 的氧 化 ＮＡ ＼ ＼ Ｉ ＮＰ 合 物 是Ｓ Ｏ Ｎ ，而 在无 铅焊 料 中 ．不 仅Ｓ 含 量更 高 ． Ｎ 和Ｓ Ｏ２ Ｎ
蕊 论选 文 编墨
逡蓬 与 蓑 罩问 题
泰 咏 电子 （ 海 ） 限公 司 孙 春鹏 上 有
电子 产 品 生产 中的无 铅化 进程 ，已经 在 迅猛 的向前推 进 。 这 是 源 于 Ｅ 欧 洲共 同体 ）和ＷＥ Ｅ（电 子 电 气 废弃 Ｕ（ Ｅ 物 ）的管 理规 定 和 日本 把重 点放 到 以市场 的 环境 管理 的倡 ｌ润湿 性较 差 Ｉ 无 铅合 金 的润湿 性普 遍 ｔ６ ＳＮ ３ ＰＢ ，如 下 图 ： ； ３ ／７ 差 ＿ Ｐ ，
价 格贵 些 ，但 由于 可焊 性 的提 高 、返修 量 得减 少 、助焊 剂 ２ 、回流 焊温 度的 选择 无铅 回流焊 接 的过程 温度 控 制特 性 ，不仅 取 决 于 无铅
用 量 的节 约等 带 来 了成 本 的降 低 。补 偿 了助焊 剂成 本 的增
加。
焊 料 的 粉 末 的 化 学组 成 。而 且 还 应 密切 关 注 助 焊 剂 的类
无铅焊接工艺
1、IPC(美国电子电路和电子互连行业协会)：≤0.1wt% (1000ppm)
2、NEMI(国家电子制造创始组织)
: ＜ 0.1wt%
3、Europe EUELVD (欧盟废弃车辆回收指令)：＜0.1wt% Pb
4、U.S. JEDEC(电子元件工业联合会 ) ：＜0.2wt% Pb
铋容易与Sn/Pb形成低熔相 （形成的Bi-Pb相较脆且易于破裂) 铋会导致健康问题（如：使染色体畸变） 铋需要特殊的回收利用工艺 铋是铅矿的副产品 铋是脆性金属，在镀层中容易造成龟裂 润湿性不佳 材料、维护、人力等费用较高 有锡须生长之虞
(四)锡铜（Sn99.3% Cu0.7%)
ROHS (Restrictions of Hazardous Substances
关于在电子电器设备中禁止使用某些有害物质指令 )
WEEE（Waste Electrical and Electronic Equipment directive
关于报废电子电器设备指令 ) 执行期限：2006年7月1日
目前，锡-银-铜是一种用于 SMT 装配应用 的常用合金。这些合金的回流温度范围为 217-221℃ ，峰值温度为235-255℃时即可对 大多数无铅表面达到良好的可焊性
用于波峰焊的无铅焊料多为锡-银-铜或锡-铜
五、无铅波峰焊
建议的无铅焊料 – SnAgCu或SnCu
T (℃)300
250 200 150 100 50
二、无铅简介
(一)定义：迄今为止国际上尚无通用定义
1、无铅的定义是指端头无铅，其铅含量不超过 100ppm(Sony SS-00259)
2、电子电气产品在原料和制造过程中未有意加入 铅元素可认为是无铅
无铅焊接工艺
无铅合金的手工焊接手工焊接可以使用哪些无铅焊料合金和助焊剂？目前常用的无铅焊线有锡-银-铜(熔点 217-221C)，锡-银(熔点 221C) 以及锡-铜(熔点 227 C)。
三种合金全都具有免清洗、可水洗或松香配系，并能拉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。
无铅焊料合金需要使用温度较高的烙铁头吗？使用无铅焊线进行手工焊接并不一定需要较高的焊接温度，烙铁头温度处于 700-800 华式度之间即可进行正常焊接。
焊接人员会注意到熔湿速度比传统的 Sn63 焊料慢，此外还可能需要略长的接触时间才可以达到良好的焊接效果。
焊点终饰外观将会不同，终饰外观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，因而可能需要较为频繁地更换烙铁头。
无铅 BGA 再加工时需要考虑的主要问题是什么？BGA 元件在除焊及焊接工艺流程中可经受较高的温度，锡-铅-铜的熔点为 217-221 摄式度。
局部过热可导致线路板损坏，在元器件放置时还会对 BGA 的可靠性造成损害。
应避免过度加热。
用于无铅焊接的性能优异的 BGA 再加工设备已经出现，通过在元件下方导引流量受控的空气或氮气，辅以良好的底侧，可以防止这种现象的出现。
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、可水洗以及松香类型，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。
使用无铅焊料焊接时会产生较多的烟雾吗？用于无铅焊接并具有良好热稳定焊剂配系的新型焊剂已经出现。
这些焊剂在无铅工艺中可能采用的略高温度下并不分解。
手工焊接需要使用氮气吗？如果使用了用于无铅焊接的焊剂，则采用氮气辅助进行再加工并无必要。
优秀的焊料制造商都可以确保焊剂化学性质在较高的焊接温度下仍能保持活性。
无铅工艺技术
无铅工艺技术
无铅工艺技术，又称为无铅制程技术，是一种利用无铅焊料进行连接的电子制造工艺。
无铅工艺技术的应用已经成为电子制造业的趋势，因为它具有环保、可靠性高和成本低等优点。
首先，无铅工艺技术相对于传统的有铅工艺技术更环保。
有铅焊料中的铅含量较高，使用有铅焊料进行生产会导致污染环境。
而无铅焊料中不含铅或者只含微量铅，因此使用无铅焊料可以减少对环境的污染，并符合全球环保要求。
其次，无铅工艺技术可以提供更高的可靠性。
铅在高温环境下容易发生氧化，导致焊点与焊盘之间的连接失效。
而无铅焊料不易发生氧化，因此可以在高温环境下保持良好的连接效果，提高产品的可靠性。
再次，无铅工艺技术相对于有铅工艺技术来说成本更低。
虽然无铅焊料的成本相对较高，但是无铅工艺技术可以实现自动化生产，提高生产效率，减少人工成本。
另外，由于无铅焊料的可靠性高，可以减少产品的修理和退货率，降低了售后服务的成本。
在无铅工艺技术的应用过程中，需要注意以下几个问题。
首先，无铅焊料的熔点较高，在焊接过程中需要控制好温度，以免损坏其他关键部件。
其次，无铅焊料的流动性较差，焊接过程中需要做好焊接头的设计，以确保焊料能够充分润湿焊盘和焊脚。
最后，无铅工艺技术需要与其他工艺技术相结合，如表面贴装技术和可靠性测试技术等，以确保产品的质量。
总的来说，无铅工艺技术是电子制造业的发展趋势，其环保、可靠性高和成本低等优点使其越来越受到关注和采用。
在应用无铅工艺技术的过程中，需要注意相关问题，以确保产品质量。
未来，随着技术的不断发展，无铅工艺技术将更加完善和成熟，为电子制造业带来更多的便利和机遇。
无铅焊接工艺技术
无铅焊接工艺技术坯睾欷夭Z嗪思悦毕业设计报告（论文）报告（论文）题目：无铅焊接工艺技术作者所在系部：电子工程系作者所在专业：电子工艺与管理作者所在班级：1025204作者姓名：董朋飞作者学号：20103025204指导教师姓名：梁万雷完成时间：2013 年5月28日北华航天工业学院教务处制北华航天工业学院电子工程系毕业设计（论文）任务书指导教师: 教研室主任：系主任：指导教师情况指导教师评定成绩：指导教师签字：_______________________ 年—月—日答辩委员会评语最终评定成绩：答辩委员会主任签字：单位（公章）________ 年—月—日此论文写了无铅焊接工艺技术的产生定义和内容，以及特点；写了无铅焊料，以及无铅焊料的种类，包括Sn-Ag系、Sn-Zn系、Sn-Bi系、Sn-Cu系等等；写了无铅焊接工艺技术的工艺流程，即其工艺的五个步骤，并写了在此基础上产生的新的工艺与设备的应用；写了无铅焊接的常见缺陷“黑盘”现象、表面裂纹（龟裂）、焊点剥离、晶须、离子迁移、元素污染等等，重点研究了“黑盘”现象、表面裂纹（龟裂）、焊点剥离的产生现象，产生机理以及解决措施。
关键词无铅焊接工艺技术工艺流程设备无铅焊料无铅焊接常见缺陷目录第1章绪论 (4)1.1无铅焊接工艺技术的产生 (4)1.2无铅焊接工艺技术的定义 (5)第2章无铅焊料 (6)2.1无铅焊料的提岀与发展阶段 (6)2.2无铅焊料的要求 (7)2.3无铅焊料的种类 (7)2.3.1Sn-Ag 系列 (7)232 Sn-Zn 系列 (8)2.3.3Sn-Bi 系列 (8)2.3.4Sn-Cu 系列 (9)2.4无铅焊料的国内外现状 (9)2.5无铅焊料的问题 (10)第3章无铅焊接工艺流程 (11)3.1工艺流程简介 (11)3.1.1无铅焊接的现状 (11)3.1.2无铅焊接的特点和对策 (12)3.1.3无铅工艺对助焊剂的挑战 (12)3.1.4氮气在焊接中的工艺应用 (14)3.2无铅焊接工艺的五个步骤 (14)第4章无铅焊接工艺技术与设备 (16)4.1无铅焊接工艺技术的特点 (16)4.2新的无铅焊接工艺及设备 (16)4.2.1元器件及PCB板的无铅化 (16)4.2.2焊接设备的无铅化 (16)第5章无铅焊接常见缺陷以及解决措施 (21)5.1缺陷的种类 (21)5.2 “黑盘”现象 (21)5.2.1产生此现象的表现 (21)5.2.2产生机理 (22)5.2.3解决措施 (23)5.3表面裂纹（龟裂） (23)5.3.1产生此现象的表现 (23)5.3.2产生机理 (25)5.3.3解决措施 (26)5.4剥离 (26)5.4.1产生此现象的表现 (26)5.4.2产生机理 (27)543 解决措施 (28)第6章结论 (29)致谢 (30)参考文献 (31)附录 (32)无铅焊接工艺技术第1章绪论1.1无铅焊接工艺技术的产生现在的板卡设备上的芯片，都是通过芯片的封装下面的小焊点和PCB板连接的。
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
无铅焊接技术的工艺特点
1. 无铅焊接技术的工艺特点:电子产品制造业实施无铅化制程需面临以下问题；1)焊料的无铅化；2)元器件及PCB板的无铅化; 3)焊接设备的无铅化、焊料的无铅化.到目前为止，全世界已报道的无铅焊料成分有近百种，但真正被行业认可并被普遍采用是Sn-Ag-Cu三元合金，也有采用多元合金，添加In,Bi,Zn等成分。
现阶段国际上是多种无铅合金焊料共存的局面，给电子产品制造业带来成本的增加，出现不同的客户要求不同的焊料及不同的工艺，未来的发展趋势将趋向于统一的合金焊料。
（1）熔点高，比Sn-Pb高约30度；（2）延展性有所下降，但不存在长期劣化问题；（3）焊接时间一般为4秒左右；（4）拉伸强度初期强度和后期强度都比Sn-Pb共晶优越。
（5）耐疲劳性强。
（6）对助焊剂的热稳定性要求更高。
（7）高Sn含量，高温下对Fe有很强的溶解性2. 鉴于无铅焊料的特性决定了新的无铅焊接工艺及设备1）元器件及PCB板的无铅化在无铅焊接工艺流程中，元器件及PCB板镀层的无铅化技术相对要复杂，涉及领域较广，这也是国际环保组织推迟无铅化制程的原因之一，在相当时间内，无铅焊料与Sn-Pb的PCB镀层共存，而带来 "剥离(Lift-Off)"等焊接缺陷,设备厂商不得不从设备上克服这种现象。
另外对PCB板制作工艺的要求也相对提高，PCB板及元器件的材质要求耐热性更好。
2）焊接设备的无铅化(1)波峰焊设备:由于无铅焊料的特殊性，无铅焊接工艺进行要求无铅焊接设备必须解决无铅焊料带来的焊接缺陷及焊料对设备的影响，预热／锡炉温度升高，喷口结构，氧化物，腐蚀性，焊后急冷，助焊剂涂敷，氮气保护等。
Ａ）无铅焊接要求的温度曲线分析：通过上述曲线图和金属材料学知识，我们了解到为了获得可靠、最佳的焊点，温度T2最佳值应大于无铅锡的共晶温度，锡液焊接温度控制在2500C±20度（比有铅锡的温度要求更严），一般有高可靠要求的军用产品，△T＜300C，对于普通民用产品，建议温差可放宽到△T2＜50度（根据日本松下的要求）；预热温度T1比有铅焊要稍高，具体数值根据助焊剂和PCB板工艺等方面来定，但△T1必须控制在50度以内，以确保助焊剂的活化性能的充分发挥和提高焊锡的浸润性；焊接后的冷却从温度T3（250度）降至温度T4（100～150度），建议按7～11度/S的降幅梯度控制；温度曲线在时间上的要求主要是预热时间t1、浸锡时间t2、t3及冷却时间t4，这些时间的具体数值的确定要考虑元器件、PCB板的耐热性及焊锡的具体成份等多方面因素，通常t1在1.5分钟左右，t2+t3在3～5S之间。
无铅焊接工艺中常见缺陷及防止措施
无铅焊接工艺中常见缺陷及防止措施摘要:无铅化电子组装中,由于原材料的变化带来一系列工艺的变化,随之产生许多新的焊接缺陷。
针对表面裂纹、表面发暗及二次回流等缺陷进行了机理分析,并给出了相应的解决措施。
关键词:无铅;焊点;表面裂纹;表面发暗;二次回流无铅化制程导入过程中,钎料、PCB焊盘镀层及元件镀层的无铅化工艺逐步得到广泛应用,随之产生的各种焊接缺陷,比如表面裂纹、表面发暗及二次回流问题等困扰着实际生产的顺利进行。
本文主要针对以上提到的几种主要缺陷进行原因分析并给出相应解决措施。
1 表面裂纹(龟裂)由于PCB基板材料及PCB上铜箔导线、铜过孔壁及元件引脚之间的热膨胀系数存在差异,焊接过程中PCB在Z轴方向出现的热膨胀远大于铜过孔臂的热膨胀,从而引起焊点和焊盘变形,如图1所示。
即使PCB通过了波峰,但大量密集焊点固化热量传导至板材而使PCB继续处于热膨胀状态。
一旦固化热能辐射结束,焊点就开始缓慢下降至环境温度,PCB开始冷却恢复平板状,这就在焊点表面产生很大的应力,引起焊盘起翘或焊点剥离(有Pb、Bi污染时)或表面裂纹,如图2所示。
表面裂纹是无铅波峰焊工艺中通孔焊点上出现的新缺陷,如图3所示。
在接触波峰面焊点表面出现一肉眼可观察到的裂纹。
IPC-610-D指出:只要裂纹底部可见,且没有深入内部接触引线和焊盘影响电气及力学性能就判定为合格,但实际生产中应尽量避免表面裂纹的产生。
1. 1 产生机理PCB离开波峰焊点开始固化期间,焊点开始从PCB顶部至底部逐渐固化,由表1可以看出引脚和焊盘比热容小、热导率大,冷却时近元件引脚的焊点顶部和焊盘边缘也最容易冷却先固化,其次是与低温空气接触的焊点表面同时形成一层表皮。
在后续固化过程中,由于焊点内部热量要释放,其热量会流向引脚,导致大块钎料凝固过程期间元件引脚继续膨胀而PCB在Z向持续收缩。
在这种情况下,再加上无铅钎料本身具有4%的体积收缩率和非共晶特性在近表面内部存在一定固液区,导致早先凝固表面强度降低。
无铅焊锡技术之无铅焊接工艺要求
无铅焊锡技术之无铅焊接工艺要求无铅焊丝对应的新的手工焊接工具要求1．含铅焊接材料对环境的影响：由于Pb是一种有毒的金属，对人体有害。
并且对自然环境有很大的破坏性。
2．无铅焊接的起源：由于环境保护的要求，特别是ISO14000的导入，世界大多数国家开始禁止在焊接材料中使用含铅的成分。
日本在2004年禁止生产或销售使用有铅材料焊接的电子生产设备。
欧美在2006年禁止生产或销售使用有铅材料焊接的电子生产设备。
据估计，中国没有多久也将采用无铅焊接。
因此，在这种情况下，电子材料开始生产无铅焊料。
例如：美国 Alpha metal焊丝：reliacore 15的主要组成成分为S nAgCu.3．焊丝的氧化速度特性示意图假设：A．焊丝在室温24℃的氧化速度的数值＝5。
B．焊丝在其他温度下的氧化速度的数值＝该温度氧化速度/室温24℃的氧化速度×5。
说明：焊料的组成成分不同，其氧化速度不一样。
如果需要详细了解焊料的氧化特性，请向贵公司的供应商联系4．有铅焊丝及无铅焊丝的区别：一：成分区别通用6337焊丝组成比例为：63％的Sn；37％的Pb。
无铅焊丝的主要组成（Alpha metal的reliacore 15一种SnAgCu为例）：96.5%Sn；3.0％Ag；0.5％Cu二：熔点及焊接温度：温度焊丝种类熔点焊接温度6337焊丝183℃ 350℃无铅焊丝220℃ 390℃5．使用无铅焊丝，采用现有焊台将产生的影响（以HAKKO936/ WES51为例）温度焊丝种类熔点焊接温度焊接速度6337焊丝183℃ 350℃ 大约4秒/个无铅焊丝220℃ 390℃ 大约6秒/个产生问题A．焊点的氧化严重，造成导电不良、焊点脱落、焊点不光泽等质量问题。
B．工厂的产能下降。
6． Weller@，Hakko @,Metcal@等主要焊台生产厂家的解决方案A． Hakko的解决方案：（代表产品：Hakko931; Hakko941）提高焊台的功率：从60W提高到100W提高焊笔的导热性能：改变焊笔的结构，将烙铁头与发热体做成整体。
NMP无铅回流焊接工艺技术
NMP无铅回流焊接工艺技术NMP无铅回流焊接工艺技术是一种无铅焊接工艺技术，它使用了一种叫做NMP（N-Methyl-2-Pyrrolidone）的有机溶剂代替了传统的铅含量较高的焊料。
这种新型工艺技术具有环保、高效以及焊接质量稳定等优点。
NMP无铅回流焊接工艺技术的主要步骤包括焊接准备、回流焊接、冷却和检验等。
首先，在焊接准备阶段，需要对焊接器件进行清洗、涂覆和组装等工序，确保器件表面无尘、无油等污染物，以保证焊接质量。
然后，将焊接器件放置在预热炉中进行预热，以达到焊接所需的温度。
接下来，将预热过的器件送入回流焊接机中，通过回流焊接机中的加热区域将焊料熔化，使焊料与焊接器件的焊盘接触并形成可靠的焊点。
在焊接完成后，需要将焊接器件进行冷却，以确保焊点的稳定性。
最后，对焊接后的器件进行严格的质量检验，包括焊接质量、焊点可靠性等指标。
NMP无铅回流焊接工艺技术相比传统的铅焊接工艺具有许多优势。
首先，由于NMP无铅焊料的低熔点和表面张力小的特性，可以实现较低的焊接温度，减少焊接器件的热应力，降低故障率。
其次，NMP无铅焊料具有高的可湿润性和良好的流动性，可以确保焊料能够充分覆盖焊盘和焊脚，形成均匀且牢固的焊点。
此外，NMP无铅焊料的无蒸汽、无烟雾的特性使得焊接过程更加环保，对操作人员的健康和环境的保护都具有重要意义。
然而，NMP无铅回流焊接工艺技术也存在一些挑战和限制。
首先，由于NMP有机溶剂的挥发性较高，可能会对环境和操作人员产生一定的影响，因此需在工艺中注意安全防护。
其次，NMP无铅焊料相较于传统铅焊料的成本较高，需要进行成本考虑。
此外，由于NMP无铅焊料对焊接器件的要求较高，需要进行器件设计和材料的优化，以保证焊接质量。
综上所述，NMP无铅回流焊接工艺技术是一种环保、高效的无铅焊接工艺技术。
它通过使用NMP有机溶剂代替传统的铅焊料，实现了焊接质量的稳定和环保的要求。
然而，该技术在实际应用中还需解决一些挑战和限制，扩大其应用范围。
浅析无铅焊接工艺技术
浅析无铅焊接工艺技术无铅焊接工艺技术是一种环保、高效的焊接技术，对于电子产品的制造具有重要意义。
本文将从无铅焊接的概念、工艺特点、应用领域、发展趋势等方面进行浅析。
一、无铅焊接的概念无铅焊接是指在电子元器件的生产过程中，使用无铅焊料进行焊接，以避免传统的铅焊接过程中可能产生的环境污染和对人体健康的危害。
随着环保意识的增强和相关法律法规的逐步出台，无铅焊接技术成为了电子行业的发展趋势，也是目前国际上推崇的焊接工艺。
二、无铅焊接的工艺特点1. 环保：采用无铅焊料进行焊接，不会对环境造成污染，符合国际环保要求。
2. 安全：无铅焊接避免了传统铅焊接可能对工作者健康造成的危害，是更加安全的焊接工艺。
3. 质量稳定：无铅焊接技术成熟，能够保证焊接质量的稳定，提高产品的可靠性。
4. 成本合理：虽然无铅焊接的成本相对较高，但从长远来看，避免了环境治理和健康保护所需的费用，总体成本是合理的。
三、无铅焊接的应用领域无铅焊接技术广泛应用于电子行业的生产制造中，尤其是对于高要求的电子产品制造。
如手机、平板电脑、电视机、汽车电子、医疗电子等领域，无铅焊接技术都有着重要的应用。
随着无铅焊接技术的不断发展和完善，其应用领域将会更加广泛。
四、无铅焊接的发展趋势随着国际环保标准的不断提高和电子产品的制造技术的不断革新，无铅焊接技术将会迎来更好的发展机遇。
我国已经出台了一系列环保政策和法规，鼓励企业采用无铅焊接技术，这将促进无铅焊接技术在国内的应用和发展。
随着材料科学和焊接技术的不断进步，无铅焊接技术的工艺、设备和材料也将不断升级，为电子产品的生产提供更加可靠和高效的焊接解决方案。
无铅焊接技术是一种环保、高效、安全的焊接工艺，具有广泛的应用前景和发展空间。
在电子产品的制造领域，无铅焊接技术将会成为主流，并且随着技术的不断进步和完善，它将为电子产品的生产提供更加可靠、高质量的焊接解决方案。
加强无铅焊接技术的研究和推广，是当前电子行业需要重视的一项工作。
无铅焊接工艺中常见缺陷及防止措施
无铅焊接工艺中常见缺陷及防止措施摘要：随着当前时代进步，我国焊接工艺发展极为迅速，无铅焊接本身所具有的焊点可靠，工艺性稳定等优势使得其能够确保电气和机械的有效联接，很大程度上促进了相应焊接工艺水平的高效发展。
但在实际实践期间其受所存在缺陷也相对较为明显，一旦未能及时对其做好专业设置，极易影响整个焊接质量。
本文将对无铅焊接工艺中常见缺陷及防止措施，进行一定分析探讨，并结合实际对其做相应整理和总结。
关键词：无铅焊接；工艺；常见缺陷；防止措施在以往的常规有铅器件在电子装联时，铅元素本身的重金属特质会随时间推移对环境形成直接污染，而无铅焊接工艺有效解决了这一现象，其本身所具有的生态性和环保性与当前时代发展形成了同步统一性。
但与此同时在进行无铅化电子组装过程中，往往会由于原材料自身变化使得整个系列工艺也逐渐发生变化，继而导致焊接缺陷出现，比如表面裂纹、表面发暗、二次回流等问题，都使得整个无铅焊接质量无法得到保障。
一、无铅焊接工艺要点（1）无铅焊接其本身熔点相对较高，其器件镀层不同，焊接熔点及回流焊接峰值温度也有所差异。
无铅焊接相较有铅焊接，由于其本身熔点较高的特点，其温度越高升温也会更加困难，一旦在此过程中升温速度无法达标，长时间处在高温情况下会直接使得相应悍膏中的助焊剂出现提前活化反应结束的状况，继而造成PCB焊盘、元件引脚、悍料合金在高温下重新氧化，使得整个焊接效果无法达到预期标准。
（2）无铅焊接本身所具有的熔点高特性，决定了对应无铅焊接设备耐高温以及抗腐蚀性必须达到相关标准设定；无铅焊接工艺对窗口要求较之有铅焊接更小，对PCB表面温度及设备横向温度有一定均匀性要求。
但与此同时由于其本身焊点浸润以及扩展性差，其对助焊剂活性要求极高，在使用无铅焊接工艺时，必须结合实际对相应模板开口做好合理设定。
二、无铅焊接工艺常见缺陷通过对无铅焊接工艺要点分析，可以看出使用无铅焊接进行对应焊接作业时，要明确工艺要点，其是形成可靠焊接点是保障机械和电气联接的必要条件，同时也是提升相应企业能够生产效率，降低产品成本的关键。
浅析无铅焊接工艺技术
浅析无铅焊接工艺技术无铅焊接工艺技术是一种环保、高效、可靠的焊接方法，广泛应用于电子电路、汽车制造、航空航天等行业。
本文将对无铅焊接工艺技术进行简要分析，介绍其原理、优势和应用。
一、无铅焊接工艺技术的原理传统的焊接工艺中含有大量的铅成分，而铅是一种有毒有害物质。
为了保护环境和人类健康，各国纷纷禁止或限制使用铅焊。
无铅焊接工艺技术应运而生。
无铅焊接工艺技术主要包括无铅焊料和无铅焊接设备两个方面。
1. 无铅焊料无铅焊料主要包括无铅焊丝和无铅焊膏。
无铅焊丝由不含铅的合金组成，例如Sn-Ag-Cu合金。
这种合金的润湿性好，焊接接头可靠，且不会产生铅的环境污染。
无铅焊膏也是一种环保的焊接材料，用于手工焊接或波峰焊接。
无铅焊接设备包括无铅焊接工作台、无铅烙铁、无铅热风枪等。
这些设备能够提供适宜的焊接温度和焊接环境，从而确保无铅焊料的焊接性能和可靠性。
无铅焊接工艺技术相对于传统的铅焊接工艺具有以下几个显著的优势：1. 环保性无铅焊接工艺技术是一种环保的焊接方法，不含有毒有害的铅成分。
采用无铅焊接工艺技术可以减少焊接过程中对环境的污染，对保护生态环境具有重要意义。
2. 健康性无铅焊接工艺技术不含有有毒有害的铅成分，能够有效保护工人的健康。
在焊接过程中，工人不会吸入铅蒸气或接触到铅焊剂，有利于减少职业病的发生。
3. 焊接性能无铅焊接工艺技术采用优质的无铅焊料，能够确保焊接接头的可靠性和耐久性。
无铅焊接接头的电性能、机械性能和热冲击性能均优于传统的铅焊接接头。
对于波峰焊接工艺来说，采用无铅焊接工艺技术可以避免铅焊料在波峰焊接槽中的固溶和析出问题，保证波峰焊接接头的质量。
5. 符合国际标准随着全球环保意识的提高，越来越多的国家和地区出台了对铅焊接的限制措施。
采用无铅焊接工艺技术可以使产品符合国际环保标准，便于产品出口和市场竞争。
无铅焊接工艺技术已经在多个领域得到广泛应用，尤其是在电子电路、汽车制造和航空航天等行业。
1. 电子电路无铅焊接工艺技术在电子电路领域有着广泛的应用。
无铅焊接工艺研究
无铅焊接的工艺研究(中国电子科技集团公司第四十七研究所辽宁沈阳110032)【摘要】工业垃圾对环境的污染已成公害，随着人们环保意识的增强，一些国家和地区已明确提出禁止和消减使用有害物质，包括含铅焊料。
本文介绍对环保有利的无铅焊接，重点说明无铅焊接的背景，无铅焊料的技术现状和焊接工艺。
【关键词】无铅焊接无铅焊料工艺设备1、引言焊接在电子工业中是不可缺少的技术，长期以来，锡铅焊料以其较低的熔点、良好的性价比以及易获得而成为低温焊料中最主要的焊料系列。
但是近年来，由于技术的不断进步，电子产品不断向小型化、多功能化和高可靠性的方向发展，其应用领域也不断扩大，对焊料等互连材料提出了新的要求，在一些场合需要电子器件在高于100℃的环境下长期工作，这就要求焊点具有更高的强度和稳定的组织性能。
传统的共晶锡铅焊料由于熔点偏低，在高温下的组织粗化易造成机械性能的恶化。
另一方面，铅是一种具有毒素的金属元素，长期与含铅物质接触将对人体健康造成危害，同时还污染地下水和土壤，随着人类环保意识的日益增强，大范围禁止使用含铅物质的呼声越来越高。
2、无铅焊接技术背景无铅技术最早是欧盟(议会和理事会)于2003年1月提出，并颁布rohs指令，其全称是the restriction of the use of certainhazardous substances in electnical and electronic equipment，即在电子与电气设备中限制使用某些有害物质的指令，也叫2002/95/ec指令，2005年欧盟对2002/95/ec进行了补充，量化了六种有害物质的最大值，并以2005/618/ec决议的形式通过。
强制要求从2006年7月1日起，在欧洲市场销售的电子产品必须为无铅化要求。
我国是全球制造业大国，而且是出口大国，出口产品的70%以上涉及rohs指令，因此，我国政府十分重视相关问题。
2004年出台了《电子信息产品污染防治管理办法》，内容与rohs指令类似。
无铅波峰焊接工艺
无铅波峰焊接工艺无铅波峰焊接工艺是一种常用的电子元器件表面贴装工艺。
它主要应用于PCB板上的表面贴装元件焊接，可以实现高效、高质量的焊接效果。
无铅波峰焊接工艺的具体步骤如下：第一步是准备工作。
首先要确保焊接设备和工具的正常运行，检查焊接设备的电源、传送系统、压力、波峰温度等方面的功能是否正常。
然后，选择合适的焊接参数，根据焊接元件和PCB板的特性进行调整。
同时，准备好焊接所需的元件和PCB板。
第二步是PCB板的预处理。
首先要进行清洁，去除PCB板表面的污染物，以确保焊接区域的纯净度。
然后，在PCB板表面涂覆一层焊接助剂，以提高焊接的质量和可靠性。
第三步是元件的安装。
将元件精确地安装在PCB板上对应的焊点上，确保焊点的对中和稳定。
可以使用自动贴装机或手动贴装工具进行元件的贴装，保证贴装的精度和速度。
第四步是焊接过程。
将装有元件的PCB板放置在焊接设备上，调整焊接参数，使波峰温度适中并且波峰高度适合焊接要求。
然后，将PCB板通过波峰区域，使元件的引脚与熔化的焊料接触，从而实现焊接。
焊料会通过引脚与焊接区域形成可靠的焊点连接。
第五步是焊后处理。
焊接完成后，需要进行一些处理措施，以提高焊接的质量和可靠性。
首先，要对焊点进行检查，确保焊点的完整性和连接可靠性。
然后，清洁焊接区域，去除焊接过程产生的残留物。
最后，进行焊接质量的评估和记录，以便后续的质量控制和管理。
综上所述，无铅波峰焊接工艺是一种高效、高质量的焊接工艺，适用于PCB板上的表面贴装元件焊接。
它的主要步骤包括准备工作、PCB板的预处理、元件的安装、焊接过程和焊后处理。
通过合理的操作和严格的质量控制，可以实现可靠的焊接连接，确保电子产品的质量和性能。
无铅波峰焊接工艺是为了替代含铅波峰焊接工艺而发展起来的一种技术。
由于传统的含铅波峰焊接工艺会释放出有害的铅元素，对环境和人体健康造成潜在的威胁，因此无铅波峰焊接工艺应运而生，并逐渐得到广泛应用。
无铅波峰焊接工艺相较于含铅波峰焊接工艺，具有以下优点：首先，无铅波峰焊接工艺符合环保要求。
浅析无铅焊接工艺技术
浅析无铅焊接工艺技术
无铅焊接工艺技术是一种环保型的焊接方式，相比传统的铅焊接工艺，无铅焊接工艺技术具有更多的优点。
本文将从无铅焊接工艺的特点、应用领域和发展趋势等方面进行浅析。
无铅焊接工艺技术的特点主要有以下几点。
无铅焊接工艺技术相对铅焊接工艺更加环保，不会产生铅污染，对于环境保护具有重要意义。
无铅焊接工艺技术的焊接接头质量更好，无铅焊料具有良好的润湿性和湿润性，可以提高焊接接头的可靠性和稳定性。
无铅焊接工艺技术在电子设备制造领域具有广泛的应用，逐渐取代了铅焊接工艺，成为主流的焊接方式。
无铅焊接工艺技术的应用领域主要有电子设备制造、汽车制造、航空航天等高端制造领域。
在电子设备制造领域，无铅焊接工艺技术可以保证电子产品的质量和可靠性，对于提高产品的性能有重要作用。
在汽车制造领域，无铅焊接工艺技术可以提高汽车的安全性和耐用性，对于提高汽车的质量有重要作用。
在航空航天领域，无铅焊接工艺技术可以保证航空航天产品的质量和可靠性，对于提高航空航天产品的性能有重要作用。
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Process development/工艺开发(2)
Lead-free reflow : reference process 无铅回流:参考工艺
Process development/工艺开发(3)
Lead-free reflow : reference process
无铅回流:参考工艺
Process development/工艺开发(4) Lead-free reflow : reference process
➢A smaller process window /较窄的工艺范围 ➢Maintain good temperature control/要保持好的温度控制 ➢Improve flux formulation/改进助焊剂的配方 ➢Use convection rather than infrared(IR) ovens使用对流炉来替代红外炉 ➢Choose reflow machine with small △T(to ensure better heat stability)选择有较小温度差异的机
许多无铅合金溶解铜的速度比锡铅快. 对于Sn63/Pb37 ,Cu6Sn5将浮在锡炉里并且很容易去掉,而无 铅合金比轻Cu6Sn5,这个金属互化物将下沉并分散在无铅合金中,>1.55%的铜,这个合金将变得流动性 低,1.9-2.0%的铜将损害锡泵和挡板 ➢Fillet lifting with lead components/有脚元件将出现焊点开裂 ➢Consider using inert gas atmosphere/考虑使用惰性气体 ➢Corrosion when using standard stainless solder pots/腐蚀标准的不锈钢锡炉 ➢Solder oxides (apply anti-oxidant on solder)/锡渣(应用防氧化油)
Process development/工艺开发(7)
Wave soldering: reference process 波峰焊接:参考工艺
Process development/工艺开发(8)
Wave soldering: reference process 波峰焊接:参考工艺
Process development/工艺开发(9)
无铅回流:参考工艺
The Max. resistant temperature requirement Source: IPC/JEDEC J-STD-020C
Process development/工艺开发(5)
Lead-free reflow : reference process 无铅回流:参考工艺
Process development/工艺开发(6)
Wave soldering process summarization 波峰焊接工艺总结
➢Higher soldering temperature/较高的焊接温度 ➢Increasing copper levels/铜的含量将增加
Some lead-free alloys dissolve copper at a faster rate than tin-lead.Cu6Sn5 will float in a Sn63/Pb37 wave pot and can be removed easily, Lead-free alloy is lighter than Cu6Sn5,The intermetallics will sink and dispersed through the lead-free alloy in the wave pot,>1.55% copper, the alloy will become sluggish, 1.9-2.0% precipitation in the pot occur and can damage the wave pump and baffles
For SnAgCu alloy, no significant increase of dross formation was found, more dross is expected for the SnCu alloy
对于SnAgCu合金,锡渣没有大的增加, SnCu合金,锡渣会增多 ➢Monthly solder batch chemical analysis/每月锡炉成分化学分析
Process development/工艺开发(1)
Lead-free reflow process summariow temperatures expected to reach 260ºC/峰值温度会达到 260ºC For the common solder paste Sn/Ag/Cu, the minimum peak temperature 235°C is recommended, to prevent exposing those components to the higher temperature, the airtemperature inside the oven should not be higher than 260°C. 对于常用的锡膏Sn/Ag/Cu,最低的峰值是235°C,为避免元件承受较高的温度,在炉里的空气 的温度不应超过260°C
器并确保温度的稳定性 Reduce the Delta on a board, including: slowing the conveyor speed down; having the short side of the board parallel to the conveyor belt; 减小板上的温度差异,包括:降低链速,让板的短边和链条平行
Equipment upgrade or replacement for wave soldering(1) 波峰焊设备升级或更换