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1、 Ceprei-Rac- 无铅元器件质量保证技术 中国赛宝实验室中国赛宝实验室 罗罗 道道 军军 Better For Business Better For The Environment 赛宝可靠性研究分析中心赛宝可靠性研究分析中心 元器件元器件/PCB/PCB控制技术控制技术 Ceprei-Rac- 元器件元器件/PCB/PCB控制技术控制技术 表面组装元件 表面组装器件 PCB Ceprei-Rac- 1.0 1.0 无铅元器件与无铅元器件与PCBPCB的定义的定义 RoHS85wt%Pb are exempted! 1. 物理性能满足无铅工艺的要求物理性能满足无铅工艺的要求； 2.
2、构成元器件与构成元器件与PCB的各均质材料符合如下要求的各均质材料符合如下要求： Ceprei-Rac- 1.1 1.1 元器件的标识元器件的标识 IPC/JEDEC J-STD-609 Marking and Labeling of Components,PCBs and PCBAs to Identify Lead (Pb),Pb-Free and Other Attributes (代替代替 IPC1066/JESD97） 基本概念 Ceprei-Rac- 1.1.1 元器件标识的示例元器件标识的示例 This label shall be a minimum of 75 mm by 5
3、0 mm. Ceprei-Rac- 1.1.2 可焊性涂层材料分类标识的标识方法示例可焊性涂层材料分类标识的标识方法示例 Note 1: If the Materials Category is used without a circle, ellipse, parentheses or underline, it must be made clear that the marking defines the category e.g. Category = e2, or Solder = e2 Note 2: The letter e would be replaced with a b f
4、or identifying surface finish material listed in 5.2 for PCBs. Ceprei-Rac- 1.1.3 1.1.3 元器件可焊性涂层材料分类标识元器件可焊性涂层材料分类标识 e0 contains intentionally added lead (Pb) e1 tin-silver-copper (SnAgCu) e2 tin (Sn) alloys with no bismuth (Bi) nor zinc (Zn),excluding tin- silver-copper (SnAgCu) e3 tin (Sn) e4 preci
5、ous metal e.g., silver (Ag), gold (Au), nickelpalladium (NiPd), nickel-palladium-gold (NiPdAu) (no tin (Sn) e5 tin-zinc (SnZn), tin-zinc-other (SnZnX) all other alloys containing tin (Sn) and zinc (Zn) and not containing bismuth (Bi) e6 contains bismuth (Bi) e7 low temperature solder (150C) containi
6、ng indium (In) no bismuth (Bi) e8 and e9 symbols unassigned Ceprei-Rac- 1.2 PCB1.2 PCB与与PCBAPCBA的标识的标识 标识顺序标识顺序 Marking SequenceMarking Sequence： a) base material slash sheet number b) halogen-free c) PCB surface finish d) reflow, wave and other solders e) conformal coating /95 HF b2 e1 e2 or /95-HF
7、-b2-e1-e2 or /95/HF/b2/e1/e2 Ceprei-Rac- 1.2.1 1.2.1 PCBPCB基材的标识方法基材的标识方法 涂覆层材料分类涂覆层材料分类 Conformal Coating ER Epoxy Resin环氧树脂环氧树脂 UR Urethane Resin氨基甲酸酯氨基甲酸酯 AR Acrylic Resin丙烯酸树脂丙烯酸树脂 SR Silicone Resin硅树脂硅树脂 XY Parylene聚对二甲苯聚对二甲苯 . HF标识标识：基材无卤素，Halogen-free: Resins that contain less than 900 ppm br
8、omine, and less than 900 ppm chlorine, and less than 1500 ppm total halogens. NOTE: RoHS prohibited brominated substances are not generally found in printed wiring board materials.【IEC61249221】 PCB基材分类标识（参考IPC4101） epoxy resin system with woven-glass reinforcement： a) /92: Phosphorous flame retardan
9、t; Tg 110 to 150C b) /95: Aluminum Hydroxide flame retardant; Tg 150 to 200C c) /99: Bromine flame retardant; contains inorganic fillers;Tg 150C min. d) /126: Bromine flame retardant; contains inorganic fillers;Tg 170C min. Ceprei-Rac- 1.2.2 PCB 1.2.2 PCB 表面可焊性涂层材料分类表面可焊性涂层材料分类 b0 contains lead (Pb)
10、, traditional tin-lead (SnPb), hot air solder level (HASL) or solder reflow b1 lead (Pb) free HASL tin (Sn) alloys with no bismuth(Bi) nor zinc (Zn) b2 immersion silver (Ag) b3 tin (Sn) (electrolytic or immersion) b4 gold (Au) (immersion or electrolytic), electroless nickel immersion gold (ENIG), ni
11、ckel gold (NiAu) b5 screened carbon (carbon ink) b6 organic solderability preservative (OSP) b7, b8 and b9 unassigned Ceprei-Rac- 2 无铅元器件 无铅元器件面临的挑战无铅元器件面临的挑战 无铅元器件的工艺适用性要求无铅元器件的工艺适用性要求 Ceprei-Rac- 2.1 无铅元器件面临的挑战 热损伤热损伤 Ceprei-Rac- Cross-section of 144LQFP package after level 2a/260C indicating crac
12、k in mold compound. 元器件热损伤失效的例子元器件热损伤失效的例子1 Cross-section of the 2-layer PBGA package after level 2a/260C stressing indicating delamination within the die attach layer and internal substrate layers Ceprei-Rac- 元器件热损伤失效的例子2 Ceprei-Rac- 适应无铅焊接零件的选定 1. 要与无铅焊料的接合性(濡湿性, 接合强度)良好。 2. 不要与无铅焊料反应而形成强度低的合金层。 2
13、. 2. 端子涂层的焊接性良好端子涂层的焊接性良好 不要由于无铅化, Sn成分提高的结果, 长期高温高湿下产生金 属须。 5.5. 不产生金属须不产生金属须 露出的端子(电极, 引线)不用说, 连内部连接也以不用含Pb焊 料为佳。 4. 4. 其本身无铅其本身无铅 溶出于浸流焊料浴中时, 要不降低焊接质量。 特别是, 要绝对避免含铅的镀层。 3.3. 不溶解有害杂质于浸流不溶解有害杂质于浸流 焊料浴焊料浴 因为焊接温度比过去高(要看焊料材料, 浸流工作法高010, 软熔工作法高1020), 耐热保证温度(化学的, 电的, 机械 的)要高。 1.1. 耐热性耐热性 铅焊料铅焊料 无铅焊料无铅焊料
14、无铅焊料涂层无铅焊料涂层 铅焊料涂层铅焊料涂层 现状现状 电子零件电极涂层电子零件电极涂层 焊料焊料 Ceprei-Rac- 软熔工作法比浸流工作法长时间暴露于高温之下, 因此对电子零件的热影响大。 象下列的零件, 目前还不能说有足够耐热性, 因此于选定、采用的时候, 要向厂 家索取最新信息研究, 并且在自己公司内以实际基板实验。 耐热性不够的时候, 要研究采用低熔点焊料, 或点焊接工作法。 电子零件电子零件 分立零件 半导体组件 镀层材质镀层材质 Sn, Sn-Cu, Au等 Sn-Bi, Sn-Ag-Bi-Cu, Au等 耐热性耐热性 250260510s程度 230250510s程度 弱耐热零件例弱耐热零件例软熔加热限制例软熔加热限制例 铝电解电容 6.3以下Max.25010s以内 8 以上Max.23510s以内 LED, 电位器 255以上10s以内, 220以上40s以内 升温速度4/s以内 BGA,CSP CPUMax.220 Max.240 适应无铅焊接的零件现状 Ceprei-Rac- 2.2 元器件工艺技术要求 无铅元器件常用引脚/端子镀层分析 无铅元器件可焊性要求和测试方法 无铅元件端子耐溶解性 元件端子耐焊接热要求 塑封器件潮湿敏感损伤 端子/引脚锡须控制及评价方法 涂层兼容性问题 Ceprei-Rac-www.rac.ceprei.co
