微量元素锗对无铅焊料的影响及实际应用研究

近年来,热风整平无铅焊料作为一种无铅化的表面处理方式,因其低廉的加工成本及较好的表面润湿性而受到很多PCB生产厂家的青睐。同时,无铅焊料在应用过程中也暴露了诸多的问题,比如无热风整平无铅焊料产品在下游客户端做回流焊接工艺时,经过一两次的高温回流后,锡面会出现一定程度的发黄现象。本文主要针对此类发黄情况,深入研究探讨了微量元素Ge对无铅焊料的影响以及对发黄改善的机理,通过理论与实践相结合,研究并得出了在热风整平无铅焊料过程中,Ge(锗)浓度的变化规律及其合理的控制方法、以及Ge浓度对无铅焊料性能的具体影响情况。     

无铅回流焊炉技术研究

表面贴装工艺是当今电子加工的主流工艺，回流焊炉是表面贴装工艺中的关键设备。而采用无铅焊接形式的回流焊炉是适应环保要求的必然趋势。本文通过对无铅回流焊炉中涉及的几个关键技术进行研究，为无铅回流焊炉的研制做好了技术准备。     

无铅焊料的发展

本文就无铅焊料的发展进行论述。分析了几类正在实用化的无铅焊料特性。最后指出了无铅焊料的发展趋势。     

无铅焊料

无铅焊接合金成分的标准化目前还没有明确的规定。无铅化的核心和首要任务是无铅焊料。据统计全球范围内共研制出焊膏、焊丝、波峰焊棒材等100多种无铅焊料，但真正公认能用的只有几科。     

无铅焊料的新发展

传统焊接技术使用锡铅焊料,对环境造成严重伤害。该文从环保角度出发,阐述了应用无铅焊料的必然性,并介绍了无铅焊料近几年的发展,指出现阶段无铅焊料离市场要求还有一定差距。     

无铅焊料的开发与应用

工业垃圾对环境的污染已成公害，一些国家和地区已明确提出禁止和削减使用有害物质，包括含铅焊料。本介绍对环保有利的无铅焊料，重点说明无铅焊料的技术现状和有效的使用方法及再利用问题等。     

无铅焊料的选择与对策

本文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。因此，国内相关企业应大力推动使用无专利限制的SnAg与SnCu共晶焊料，以改变国外专利产品在电子制造领域的统治地位，使我国企业在无铅化电子制造的潮流中占有一席之地.     

无铅焊料实用化技术研究

选取BSn89.3CuInAg和BSn90.7CuInAg两种无铅焊料,对其剪切强度、热冲击、温度循环、机械冲击、扫频振动、恒定加速度、空洞检测等性能进行了一系列试验,验证了无铅焊料的可靠性。结果证明,无铅焊料的各项性能均优于铅锡共晶焊料。因此,无铅焊料逐渐取代铅锡焊料是可行的,也是必然的。     

无铅回流焊接的实施

电子产品无铅化,这是人类保护环境的举措,在实施过程中会遇到很多问题,如材料、工艺、检查等,作为我们电子行业无铅工艺的推进者,是要从实际中总结经验教训,把不知的通过试验变成知道的,把不成熟的过程工艺试验变为成熟工艺,把生产过程中出现的不良现象逐渐减少,优化工艺过程,把无铅工艺成熟化.在这里通过无铅生产实施过程中总结出来的一些看法,特别是无铅回流焊接实施,谈谈考虑的因素,作为无铅回流焊接实施者的参考.     

锡铜无铅焊料在电路板组装中的应用

在无铅组装工艺中,大多数电路板组装厂优先采用低成本焊料合金。没有添加剂的锡铜无铅焊料本身存在局限性,可是添加某种成份后,就能克服锡铜焊料通常所遇到的不足之处。文章分析了几种锡铜焊料相对于SAC焊料的特点,并叙述了它们在波峰焊和手工焊接工艺中的应用情况。     

无铅回流焊冷却速率研究应用现状

阐述了冷却速率对无铅再流焊质量影响的研究现状,总结了冷速对无铅钎料以及SMT 焊点可靠性的影响。研究现状表明快速冷却有助于减少焊接缺陷,提高焊点可靠性。     

再流焊工艺技术研究

随着表面贴装技术的发展,再流焊越来越受到人们的重视。本文介绍了再流焊接的一般技术要求,并给出了典型温度曲线以及温度曲线上主要控制点的工艺参数。同时还介绍了再流焊中常见的质量缺陷,并粗浅地讨论了其产生的原因及其相应对策。     

氮气保护对无铅再流焊焊点外观质量的影响

由于无铅钎料润湿性较差,在实际生产中普遍采用氮气保护。通过新制定的氮气保护无铅再流焊工艺,对焊点外观质量进行了统计分析。其结果显示氮气保护可以减少元件偏移和桥连等缺陷,对竖碑、焊球和锡珠等缺陷也有一定影响。     

SMT温度场的数学模型

SMT再流焊温度场是非常复杂的,因而在设定再流焊工艺时,通常采用反复试验的方法,不仅耗费巨大的人力、物力,并且很难建立一个好的工艺.利用传热学的知识结合再流焊通用的红外加热风再流焊焊接设备,建立再流焊温度场的数学模型,从而为再流焊的仿真打下基础.     

冷却速率对无铅再流焊焊点质量的影响（续完）

无铅再流焊中冷却速率影响焊点力学性能及可靠性。快速冷却可以细化组织,间接控制金属间化合物厚度和形态,影响焊点断裂模式,提高焊点综合性能。但是由于元件与PCB等材料的热不匹配性而造成的较大应力,易造成元件或焊点失效等。通过对文献中研究结果的总结,设计了炉冷、空冷和水冷等几种再流焊冷却方式,并对焊点进行了强度测试和组织成分分析,建议工业用最佳冷却斜率控制在3℃/s～6℃/s。     

冷却速率对无铅再流焊焊点质量的影响（待续）

无铅再流焊中冷却速率影响焊点力学性能及可靠性。快速冷却可以细化组织,间接控制金属间化合物厚度和形态,影响焊点断裂模式,提高焊点综合性能。但是由于元件与PCB等材料的热不匹配性而造成的较大应力,易造成元件或焊点失效等。通过对文献中研究结果的总结,设计了炉冷、空冷和水冷等几种再流焊冷却方式,并对焊点进行了强度测试和组织成分...     

回流焊工艺中常见缺陷及其防止措施

元器件的微型化和产品的多功能化,驱动了产品安装设计的高密度化和立体化.其特点是焊点越来越密集;焊点尺寸越来越微小;间距越来越细.焊接缺陷是影响电子产品质量的主要因素,针对回流焊接工艺中常见的几种缺陷进行分析,并给出相应的解决措施.     

冷却速率对无铅再流焊焊点质量的影响(待续)

无铅再流焊中冷却速率影响焊点力学性能及可靠性。快速冷却可以细化组织,间接控制金属间化合物厚度和形态,影响焊点断裂模式,提高焊点综合性能。但是由于元件与PCB等材料的热不匹配性而造成的较大应力,易造成元件或焊点失效等。通过对文献中研究结果的总结,设计了炉冷、空冷和水冷等几种再流焊冷却方式,并对焊点进行了强度测试和组织成分分析,建议工业用最佳冷却斜率控制在3℃/s～6℃/s。