无铅焊接技术及其在应用中存在的问题

无铅化已成为电子制造锡焊技术不可逆转的潮流。2005年起,国内无铅化进程进入了实施阶段。本文就无铅化实施应用中的问题与难点进行具体的论述。     

电子封装无铅化趋势及瓶颈

欧盟通过法令限制电子用品中铅等有害物质的使用,含铅电子产品不久将退出市场,电子封装的无铅化已成必然趋势。焊料的无铅化是无铅封装的关键,目前无铅焊料的研究集中在Sn基焊料和导电胶粘剂两个方向文中介绍了三种典型无铅焊料体系的不足之处以及银导电胶研究中的三个难题,另外,关于无铅焊料还没有一个统一的标准     

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.     

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.     

电子元器件封装无铅化及其发展趋势

从无铅焊接技术的产生背景、国内外发展现状，可知电子产品的无铅化趋势日益紧迫，其中元器件的无铅化是其根本。介绍了电子元器件的必然发展趋势及电子元器件封装无铅化的技术要求，最后对实现电子无铅化的三个关键技术一无铅焊料、无铅焊接工艺与设备、导电胶连接技术进行了阐述     

小型化和无铅互联的板级电路设计

电子元器件的微小型化以及电气互联的无铅化要求,给面向PCA制程的设计带来一系列新挑战.首先对电子元器件小型化和PCB组装无铅化发展的技术趋势进行了分析,从系统设计、元器件选择、PCB设计等角度对板级电路可制造性进行了归纳与总结,最后针对如何正确处理有铅与无铅的兼容性问题提出建议.这些经验与建议可以应用于板级电路的工程设计过程中.     

环球仪器发起举办无铅化贴装技术论坛

2005年11月29日,一次旨在推进国内无铅化贴装技术发展及行业内合作的高端技术论坛在苏州举行。论坛由美国环球仪器发起,邀请了其它4家全球领先的电子制造业设备与材料商:汉高电子(Henkel Electronics)、维多利绍德(Vitronics-Soltec)、美国KIC、美国OK国际集团(OKI)等,集合了行业内最顶尖的技术力量,围绕电子装配业的发展为制造厂商带来的新课题,就如何在无铅化进程中使上下游厂商达到一体化服务展开积极的探讨。参加论坛的有来自电子制造业近30家著名厂商近200人。论坛主办者从焊接材料、精密焊膏印刷、无铅化表面贴装、回流与波峰焊…     

电子组装无铅化过渡的问题及对策

电子组装制造无铅化过渡涉及到方方面面，其中包括PCB制造厂家、焊料生产厂家、设备生产厂家以及电子组装厂家的共同努力。电子组装无铅化面临着三个急需要解决的问题，一是焊料的无铅化，二是元器件和印制板的无铅化，三是焊接设备的无铅化。     

电子产品实施无铅化是一个系统工程（5）

今年7月1日起将正式开始实施两个“指令”(RoHS和WEEE)。这意味着:实施无铅化将对世界电子产品制造业带来一个大的转变,它是新的世界性无铅化技术、管理和市场的开始,是电子产品走向无铅化时代的到来。本刊将林金堵主编纂写的《电子产品实施无铅化是一个系统工程》一文分五期刊登。该文从“电子产品实施无铅化的提出”、“无铅化焊料及其特性”、“无铅焊料的焊接”、“电子元(组)件的无铅化”、“实施无铅化对CCL的基本要求”、“实施无铅化对PCB基板的主要要求”、“实施无铅化对标准与范围的影响”等7个方面进行了较详细的论述,其目的是使同行和读者对电子产品实施无铅化有一个较全面的理解和掌握。我们必须认识到:实施无铅化不仅仅是PCB制造上的问题,而是涉及到诸多方面的一个系统工程问题,从而使我们站在“系统工程”的高度上来研究、分析、设计和解决实施无铅化过程中可能遇到的问题。     

军工电子元器件混装工艺的应用研究

在国内外"绿色制造"的要求下,电子产品无铅化的推行愈演愈烈,诸多行业基本实现电子产品的无铅化。但是军工、航天以及医疗等领域基于高度可靠性的要求,仍然采用了有铅制程下的电子装联技术,而无铅元器件的广泛覆盖,使得实际生产过程中出现有铅元器件、无铅元器件混装的现象,本文将针对混装工艺的可靠性展开分析,并针对相关问题制定解决措施。     

表面组装元器件焊盘设计的可靠性研究

通过摸索和借鉴IPC标准自行设计了表面组装元器件标准焊盘图形,主要介绍了对自行设计的焊盘图形的合理性、可靠性进行验证的过程,将试验过程中的主要问题进行了分析,估算了焊点的可靠度置信下限,提出了焊盘可靠性设计的几点要素。     

从焊点形成机理 谈焊接质量控制

从焊点形成机理着和探讨焊接质量控制措施，以便快速准确地分析处理生产过程中出现的焊接质量问题。     

CCGA焊接工艺与可靠性研究

本文针对CCGA的焊盘设计、贴装设计、回流焊接曲线设计进行了优化。通过装联后的焊点经过X-RAY、金相分析等检测手段,CCGA焊点质量符合要求。通过加固设计,使得CCGA焊点满足可靠性要求。     

SMT/THT混装回流焊工艺技术研究

含有大量表面贴装元件和少量通孔插装元件的高密度混装型印制板是电子装联技术的主要类型,这种SMT/THT混装型印制板采用传统的回流焊接无法一次完成印制板的组装。采用波峰焊或手工焊接会增加工序而且可能使印制板翘曲变形,采用SMT/THT混装回流焊则可以较好的解决问题。通过选用可用于回流焊的表面贴装和通孔元件制作样件,对通孔元件的焊膏印刷模板的合理设计,导入SMT/THT混装回流焊工艺,完成试验板的组装和焊接,焊点质量满足要求。     

采用免清洗技术提高波峰焊接质量的研究

对使用“Ｏ型”旋转复合波波峰焊机，配免清洗助焊剂焊接高密度双面及多层ＰＣＢ取得的经验，探讨了免洗焊剂，焊料在波峰焊中的正确选择与使用；并对焊接过程的预热温度、波峰焊温度、轨道倾角等工艺参数调整问题进行了探讨。     

Study of wetting reaction between eutectic AuSn and Au foil

Wetting reactions between eutectic AuSn solder and Au foil have been studied. During the reflow process, Au foil dissolution occurred at the interface of AuSn/Au, which increases with temperature and time. The activation energy for Au dissolution in molten AuSn solder is determined to be 41.7 kJ/mol. Au₅Sn is the dominant interfacial compound phase formed at the interface. The activation energy for the growth of the interfacial Au₅Sn phase layer is 54.3 kJ/mol over the temperature range 360–440°C. The best wettability of molten AuSn solder balls on Au foils occurred at 390°C (wetting angle is about 25°). Above 390°C, the higher solder oxidation rate retarded the wetting of the molten AuSn solder.     

Investigation of soldering process and interfacial microstructure evolution for the formation of full Cu3Sn joints in electronic packaging

Within electronic products, solder joints with common interfacial structure of Cu/IMCs/Sn-based solders/IMCs/Cu cannot be used under high temperature for relatively low melting points of Sn-based solders (200–300 °C). However, there is a trend for solder joints to service under high temperature because of the objective for achieving multi-functionality of electronic products.With the purpose of ensuring that solder joints can service under high temperature, full Cu₃Sn solder joints with the interfacial structure of Cu/Cu₃Sn/Cu can be a substitute due to the high melting point of Cu₃Sn (676 °C). In this investigation, soldering process parameters were optimized systematically in order to obtain such joints. Further, interfacial microstructure evolution during soldering was analyzed. The soldering temperature of 260 °C, the soldering pressure of 1 N and the soldering time of 5 h were found to be the optimal parameter combination. During soldering of 260 °C and 1 N, the Cu₆Sn₅ precipitated first in a planar shape at Cu-Sn interfaces, which was followed by the appearance of planar Cu₃Sn between Cu and Cu₆Sn₅. Then, the Cu₆Sn₅ at opposite sides continued to grow with a transition from a planar shape to a scallop-like shape until residual Sn was consumed totally. Meanwhile, the Cu₃Sn grew with a round-trip shift from a planar shape to a wave-like shape until the full Cu₃Sn solder joint was eventually formed at 5 h. The detailed reasons for the shape transformation in both Cu₆Sn₅ and Cu₃Sn during soldering were given. Afterwards, a microstructure evolution model for Cu-Sn-Cu sandwich structure during soldering was proposed. Besides, it was found that no void appeared in the interfacial region during the entire soldering process, and a discuss about what led to the formation of void-free joints was conducted.     

半刚电缆组件焊接工艺优化研究

针对目前电缆组件中常用的半刚电缆组件焊接问题进行了对比分析研究,针对使用过程中经常出现电缆组件开裂、脱落及电性能达不到指标要求等问题,通过多次焊接试验,自行研制的焊接夹具满足设计指标要求.与传统焊接工艺方法比较,使用此种焊接方法可将半刚电缆组件的电压驻波比(VSWR)平均由原来的1.5提高到1.3;成品焊接合格率由原来的60%提高到90%以上.     

波峰焊焊接框架变形问题的分析及解决方案

本文通过对普通环氧树脂玻璃纤维材料制作的波峰焊焊接框架的热变形问题分析，为用环氧树脂玻璃纤维板等普通材料替代昂贵的国外进口复合材料制作焊框架提出了一套切实可行的工艺方案。     

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.