无铅再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。     

冷却速率对无铅钎料和焊点质量影响

阐述了再流焊冷却速率对无铅钎料和焊点质量的影响的研究现状.已有的研究结果表明:冷却速率对于无铅钎料的微观组织、拉伸性能、金属间化合物的形态和尺寸以及焊点中的凝固缺陷等都有显著的影响.选择合适的冷却速率可以提高焊点质量.     

冷却速率对无铅再流焊焊点质量的影响

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。本文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3～6℃／s。     

无铅电子钎料合金蠕变性能研究

设计制作了一种简单可靠的弯折蠕变测量装置,比较了两种无铅电子钎料合金Sn-9Zn和Sn-3.5Cu-0.7Ag与传统电子钎料合金Sn-40Pb的常温蠕变性能,以及冷却条件对其蠕变强度的影响。结果表明:两种无铅钎料的抗蠕变性能大大优于传统锡铅钎料;Sn-3.5Ag-0.7Cu合金的抗蠕变性能优于Sn-9Zn合金;冷却速率对Sn-9Zn合金和Sn-3.5Ag-0.7Cu合金组织的影响类似,然而对蠕变强度的影响却相反:水冷使两种合金的组织相对于空冷都明显细化,Sn-9Zn合金的蠕变强度因之降低,而Sn-3.5Ag-0.7Cu合金的蠕变强度却因之提高。对可能产生的原因进行了讨论。     

无铅焊可靠性

考虑到环境和健康的因素，欧盟已通过立法将在2008年停止使用含铅钎料，美国和日本也正积极考虑通过立法来减少和禁止铅等有害元素的使用     

氮气对无铅回流焊温度的影响

氮气属于惰性气体,在焊接中能够提高元件和印制板焊接面的润湿能力,减少氧化程度,加快焊接反应速度.与空气环境中的焊接相比,在氮气环境中焊接,理论上能够降低所需的焊接温度,并维持或提高焊点的质量和可靠性.首先对回流炉内氧气含量进行了标定,进而对氮气环境下焊接温度曲线在焊料液相线上热容量值降低20%时的回流焊接进行了验证,依然达到甚至超过空气焊接下的焊点质量及可靠性指标.     

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...     

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分析,建议工业用最佳冷却斜率控制在3℃/s～6℃/s。     

片式元件与基板间隙对无铅焊点可靠性的影响

采用非线性有限元方法,讨论了片式元件与基板的间隙对Sn-2.5Ag-0.7Cu无铅钎料焊点的应力分布和热疲劳寿命的影响。结果表明,当间隙高度为0.1~0.2mm时,焊点薄弱处——元件底部拐角处、焊根的顶部和底部以及焊趾顶部具有较低的应力,此时预测得到焊点的热疲劳寿命也最长。这一结果对于焊点几何形态的设计及优化具有指导意义。     

无铅焊料十温区回流焊过程的仿真研究

通过对回流焊接工艺参数传输带速度、各个炉区温度设定和焊膏熔化温度曲线的关系研究,建立了大尺寸PCB组件传热过程的数学模型。基于ANSYS平台,模拟了无铅焊料PCB组件在十温区回流焊接过程中的温度场,从而确定了合适的焊接参数。     

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。     

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.     

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.     

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。     

无铅焊接工艺中常见缺陷及防止措施

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.针对焊点剥离和元素污染缺陷进行了产生机理分析,并给出了相应的解决措施.