无铅钎料对波峰焊设备的影响

目前,无铅钎料应用的日益推广使得波峰焊设备问题更加突出.其中主要的问题是设备的腐蚀及材料的寿命.为此,许多设备制造商提出了不同的方案来解决此类问题.这些方案涉及范围从不对元件进行改进到使用昂贵的金替代整个钎料锅及喷嘴.本文对制造波峰焊设备"钎料元件"的所用材料进行评估.     

无铅波峰焊设备的特点

相对于传统的Sn-Pb焊料,无铅焊料需要较高的焊接温度,而且润湿性差,另外免清洗助焊剂和水溶性助焊剂的固体含量低,活性温度高和活性区间窄。无铅焊料和助焊剂的特性决定了无铅波峰焊设备在结构和材料选用上有很大不同。通过对无铅波峰焊设备的各个部分的特点进行分析,为传统的旧波峰焊设备的改造提供参考。     

无铅条件下PCBA可制造性初探

在无铅条件下提高PCBA可制造性涉及的因素包括:PCB和元器件的制造、焊料(焊膏)的选用、设备的加工能力以及工艺技术等.本文通过分析PCBA可制造性的内涵,提出装联无铅化的关键所在,重点论述了在采用Sn-Ag-Cu和Sn-Cu钎料的条件下,实现无铅再流焊和无铅波峰焊的技术途径和对策.     

无铅波峰焊接设备特点

相对于传统的Sn—Pb焊料，无铅焊料需要较高的焊接温度，而且润湿性差，另外免清洗助焊剂和水溶性助焊剂的固体含量低，活性温度高和活性区间窄。无铅焊料和助焊剂的特性决定了无铅波峰焊设备在结构和材料选用上有很大不同。本文通过对无铅波峰焊设备的各个部分的特点进行分析，为传统的旧波峰焊设备的改造提供参考。     

电子组装用高温无铅钎料的研究进展

分析了国内外电子组装用高温无铅钎料的研究现状。指出目前常用的高温钎料仍然是高Pb焊料或80Au-20Sn钎料,导致焊料含Pb而污染环境,或者含质量分数为80%的Au而使焊料成本奇高。指明了Bi-Ag系钎料具有潜力替代高Pb焊料或80Au-20Sn钎料。未来的研究将在成分设计及可靠性等方面进行探索,以最终找到既经济又可替代传统高铅钎料的高温无铅钎料。     

中国无铅钎料专利研究报告

本文涵盖了自1995年至2005年所有涉及到无铅钎料的中国专利。报告的钎料范围是用于表面组装技术，有明确限定成分和成分质量比的Sn基无铅钎料（无铅焊料）。报告的主要内容包括无铅钎料专利的申请者情况及申请和授权情况；在申请专利钎料中Sn-Zn系、Sn-Ag系、Sn-Bi系和Sn-Cu系的数量分布情况以及钎料所含元素情况；国外申请者申请和授权情况；制备方法的情况。最后指出了我国的无铅钎料专利领域存在的问题和发展方向。     

焊料应满足无铅和效益双重要求

对于电子组装制造商而言，无铅电子组装技术主要针对印刷电路板级组装，即使用的单元材料达到无铅的标准，同时使用符合无铅规范材料的设备和工艺以及最终产品达到必需的可靠性要求。其中，在印刷电路板级细装过程的浸焊、波峰焊及回流焊等焊接工艺中，锡丝、锡条、锡膏是最广泛使用的电子焊接焊料，因此拥有广阔的应用市场。对于这类焊接材料，焊料合金成分对于产品的价格、品质性能和效率起着决定性的影响。因此，电子产品制造商迫切需要一种在成本、质量和效率三者之间取得平衡的无铅焊料满足市场对于无铅和效益的双重要求。     

如何预防无铅SMT焊接缺陷-Peter Biocca．环球SMT与封装，2004，4（6）：28～31

从63／37共晶钎料转为无铅钎料而不应增加缺陷，对由此而来的新工艺进行了审视。本文验证了再流焊工艺以及不同钎料和焊剂的特性和它们对常见缺陷如焊接坍塌、焊料珠、钎料桥接、润湿和无润湿、空洞等的影响。当转向无铅组装工艺时，进行恰当的培训是必须的。也应该制定质量接受标准，它与传统的含铅系统不一样。     

无铅焊料的选择与对策

通过大量的数据信息分析了各研究机构在无铅焊料方面的研究成果,在目前流行使用的无铅焊料的基础上,进一步研究并比较了其中的Sn-Cu系列与具有专利限制的SnAgCu系列焊料在消费类电子产品组装的波峰焊工艺中使用的可靠性,同时研究并比较Sn-Ag系列焊料与SnAgCu系列焊料在回流焊工艺使用的情况.结果表明,Sn-Cu共晶焊料在消费类电子产品组装的波峰焊工艺中完全可以取代Sn-Ag-Cu系列焊料,同时满足使用要求;而同样技术成熟的Sn-Ag共晶焊料也完全可以取代SnAgCu系列焊料在回流焊工艺使用,焊点的可靠性与成本可以媲美SnAgCu焊料,而且该二元合金在使用维护以及回收利用方面具有相当的优势.     

无铅波峰焊工艺与设备的技术特点探讨

(上接2004年第5期第201页) 3.2 锡炉的腐蚀性问题 波峰焊接PCB上的插装电子元器件,当采用无铅焊料时,由于无铅焊料的焊接温度比Sn-Pb合金焊料高约30 ℃～50 ℃,另外无铅焊料中Sn的含量大幅度提高,一般都在95 %以上,造成了波峰焊时无铅焊料对锡炉和喷口的腐蚀性加强.国内一般锡炉采用的材料是SUS304和SUS316型不锈钢.实验表明,不锈钢材料在高温条件下6个月就被高Sn无铅焊料明显腐蚀.最容易受到腐蚀的是与流动焊料接触的部位,如泵的叶轮、输送管和喷口.     

无铅波峰焊工艺与设备的技术特点探讨

介绍了无铅波峰焊工艺的特点,并从波峰焊接工艺流程分别介绍了无铅波峰焊设备的各个子系统.从无铅焊料的润湿性、易氧化性、金属间化合物的形成特点等方面分析了无铅焊接相对于Sn-Pb焊接的工艺特点,提出了无铅焊接过程中应注意的问题及解决的方法.从无铅焊接工艺特点分析,整个波峰焊接过程是一个统一的系统,任何一个参数的改变都可能影响焊接接头的性能.通过分析需要对波峰焊接过程中的参数进行优化组合,得到优良的焊接接头.     

波峰焊过程产生板脏问题的分析和解决方法

实施无铅化工艺后,导入新的无铅波峰焊设备.在生产过程中,有时会发现被焊接板底面焊点之间粘有脏物,导致电路漏电,造成电气故障.经分析,主要原因为部件板在过波峰焊时,因设备相关问题,锡炉锡渣粘到印制板上造成.根据一年多跟踪与分析,提出相应解决办法.     

无铅工艺和有铅工艺

随着国际环保要求逐步提高,无铅工艺成为电子产业发展的一个必然过程。详细介绍了有铅工艺和无铅工艺的焊料合金成分、焊料成本、焊料合金熔点温度、焊料合金可焊性、焊焊接后出现的各种故障现象和焊接工艺特点,同时指出了有铅和无铅工艺对电子元器件和PCB要求的不同点,指出了它们的利弊以及使用设备的通用性。     

氮气保护无铅波峰焊焊接质量分析

相对于传统的Sn-Pb焊料,无铅焊料更容易氧化,润湿性较差,从而影响波峰焊接质量.N2保护可以降低无铅焊料的氧化,提高无铅焊料的润湿性,从而提高波峰焊接质量.从润湿性的机理分析了N2保护提高无铅焊料润湿性的原因,并通过润湿性实验和波峰焊接试验证实了N2保护的优越性.     

无铅焊料的选择与对策（未完待续）

通过大量的数据信息分析了各研究机构在无铅焊料方面的研究成果，在目前流行使用的无铅焊料的基础上，进一步研究并比较了其中的Sn-Cu系列与具有专利限制的SnAgCu系列焊料在消费类电子产品组装的波峰焊工艺中使用的可靠性，同时研究并比较Sn-Ag系列焊料与SnAgCu系列焊料在回流焊工艺使用的情况。结果表明，Sn-Cu共晶焊料在消费类电子产品组装的波峰焊工艺中完全可以取代Sn-Ag-Cu系列焊料，同时满足使用要求；而同样技术成熟的Sn-Ag共晶焊料也完全可以取代SnAgCu系列焊料在回流焊工艺使用，焊点的可靠性与成本可以媲美SnAgCu焊料。而且该二元合金在使用维护以及回收利用方面具有相当的优势。     

电子组装中焊接设备的选择(续完)

再流焊设备与波峰焊设备是自动化电子组装工艺中的主要焊接设备,无铅化工艺对焊接设备提出了许多新的技术要求,相应的对焊接设备的选择也有了新的标准,从无铅化焊接工艺角度出发,分析了两种焊接设备选择中应考虑的问题.     

电子组装中焊接设备的选择(待续)

再流焊设备与波峰焊设备是自动化电子组装工艺中的主要焊接设备,无铅化工艺对焊接设备提出了许多新的技术要求,相应的对焊接设备的选择也有了新的标准,从无铅化焊接工艺角度出发,分析了两种焊接设备选择中应考虑的问题.     

BGA混合焊点热循环负载下的可靠性研究

焊料从有铅向无铅转换中,不可避免会遇到二者混合使用的情况,有必要对生成的混合焊点进行可靠性研究。通过对不同工艺参数下形成的混合焊点和无铅焊点进行了外观检测、X射线检测和温度循环测试。结果显示,只要工艺参数控制得当,混合焊点是可行的。在焊球合金、焊料合金、峰值温度、液相线以上时间和焊接环境五个关键因素中,前四项对焊点可靠性比较重要,焊接环境对焊点可靠性的影响不很显著。