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1、 W K K 無 鉛 工 藝 講 座一講師：HK 理工大學博士： DR.M.O.AlamWKK EE 部經理： Miles LAUJAPAN UNIX 上海辦事處經理：Mr Li Jin Man二摘要1 日本是最早提出無鉛產品的國家(無鉛-FREE LEAD)。2 為什麼要實行無鉛？2.1 環保2.2 日本作為全球的主要電子消費國和生產國，它的提出與生產對別國的電子產品市場構成了壓力。3.鉛產品的危害3.1 一立方米的鉛產品只有 0.05MG 對人體有影響。3.2 皮膚接觸鉛的話，要很長時間才能進入人體如果是人吃進鉛的話，有 10%不能排出如果是由空氣吸入人體的話，有 30%不能排出4.PCB
2、 板上無鉛標志為 5.日本工業組織要求 2004 年全球電子產品實行無鉛歐洲工業組織(WEEE)要求 2006 年 7 月 1 號全球電子產品實行無鉛6.無鉛的規格要求：就是產品的每一部份(無論大小)都不能超過 0.1%含量的鉛。7.全球幾大已生產無鉛產品公司推箋的錫：歐洲：SN-3.8AG-0.7CU美國：SN-3.9AG-0.6CU日本：SN-3.0AG-0.5CU8全球用得最多的無鉛錫是：Pb F千柱&松下：SN-3.0AG-0.5CUNS 公司(WKK 代理)：SN-0.7CU+NI還有一種為：SN-0.7CU+(AG+BI)？ 此種配方還在實驗與測試中。9SN-AG-CU 組合的無鉛
3、錫的熔點(MP)為 217。C，實際表面溫度要在 235。CSN-CU-NI 的 MP 為 227。C ，實際表面溫度在 245。C10.無鉛工藝與有鉛工藝有個明顯區別：無鉛工藝有“吃銅現象”在波峰焊中會表現得最歷害。特別是 SN-3.0AG-0.5CU 配方， NS 公司的 SN100C 可以降低此現象(WKK 做廣告)11無鉛產品在回流焊後，會出以下二種常見不良現象：11.1 裂縫-原因-冷卻過快造成11.2 啞光-原因-冷卻過慢造成(原因有很多種，這二種原因有待考證-付亞洲)12 無鉛工藝要求 PCB 板的可焊性要比有鉛工藝更好。一般焊接好的 OK 品在部品與 PAD 之間有錫之外，還會
4、在錫與 PAD 這間有層合金，如圖：(以 SN100C 為例：SN-0.7CU-NI)SN 層PAD-CU 層合金層-(CUNI)SN4chip13如何測試 PCB 板的可焊性(在波峰焊是測)，買 WKK 的專用測試儀(又在做廣告了，暈)，將儀器一管子豎立放進波峰焊中，會有圖形顯示，如圖：測試儀-測試錫的粘附力度錫槽F(力)從 0 到 T0 間距越小越好T(時間)T0(臨界值 )OK 品測到後面力度降低NG 品14無鉛工藝很多地方涉及到 OSP 技術-將一些 OSP 溶液塗在 PCB 板上，增加無鉛的可焊性。但也有它的缺點：14.1 它的儲存時間極短14.2 影響壽命15無鉛一般使用二種助焊劑
5、15.1 鹵素高固體助焊劑15.2 鹵素低固體助焊劑16鉛產品的另一特點是：無鉛表面張力比有鉛的要大。17如何控制無鉛制程中的錫珠現象17.1 采用活性大的助焊劑17.2PCB 和元件在貼片前焗爐17.3 設置爐溫時要使其放慢揮發速度17.4PCB 板要求供應商的綠油對錫珠反應不敏感18如何控制無鉛波峰焊中橋焊的現象？現代的波峰焊爐爐煉的機器結構改為了 45 度的斜度，而且QFP 元件的 PAD 四邊角用很大的面積，在過爐時由於受斜度影響，多的焊錫會流到四角的大面積上的 PAD 上去，這也說明了為什麼波峰焊中的橋焊大部份集中在 IC 的中間的原因。如圖：四邊腳的 PADQFP 的 PAD19回
6、焊爐無鉛工藝曲線圖(以八溫區為例)：19.1 為了加強回流區的溫度，一般以最後二個溫區全作回流區，而且預熱區和衡溫區和預流區和有鉛工藝是有差別的，無鉛工藝這三區的曲線要以比較高的斜率升上去且是漸近式的升高。如圖：無鉛曲線有鉛曲線19.2 無鉛工藝在回焊爐中 PCB 板實際溫度應在 230 度，回流時間 35S 左右。而且它比有鉛工藝多一個參數，就是看220 度時間也要在 35S 左右。19.3 參考：國外一公司八溫區爐，無鉛工藝設置溫度為：150-160-170-180-230-260-85-7020 手焊無鉛工藝(溫度在 340-380 度)20.1 用普通鉻鐵手焊無鉛錫線的話，鉻鐵頭易腐蝕
7、，吃銅嚴重。WHY？因為無鉛錫線中的 SN 的含量增大與鉻鐵頭鍍層反應，這個過程是溫度越高反就越快，鐵與錫的反就過程叫擴散現象。20.2 那麼，手焊如何能做好呢？20.21 不要一味的提高溫度，要選擇適當的溫度。20.2.2 選擇長壽命的鉻鐵頭20.2.3 焊接時要短時間完成20.2.4 延長鉻鐵頭的最佳方法的尋找20.2.5 錫線與元件的預熱20.2.6 氮氣(N2)的使用，使用 N2 可以增加焊點的光亮度，減少孔洞的產生，鉻鐵頭的壽命的延長，增加回流時的浸潤，抑制氧化，提高預熱。20.2. 7 無鉛烙鐵采用實心頭，有鉛的為空心頭(廣告-日本優尼公司“Janpan unix” 可以提供)，實心與空心頭在使用中與溫度關系的曲線圖為：Tem實心頭空心頭TimeSMT 付亞洲 05/03/24
