3-2-有铅、无铅混装工艺的质量控制资料

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1、3-2有铅、无铅混装工艺的质量控制有铅、无铅混装工艺的质量控制 (参考:(参考:工艺工艺第第20章)章)顾霭云顾霭云内容内容1.1.1.1.有铅有铅有铅有铅/ / / /无铅混合制程分析无铅混合制程分析无铅混合制程分析无铅混合制程分析 再流焊工艺中无铅焊料与有铅元件混用再流焊工艺中无铅焊料与有铅元件混用再流焊工艺中无铅焊料与有铅元件混用再流焊工艺中无铅焊料与有铅元件混用 再流焊工艺中有铅焊料与无铅元件混用再流焊工艺中有铅焊料与无铅元件混用再流焊工艺中有铅焊料与无铅元件混用再流焊工艺中有铅焊料与无铅元件混用 2.2.2.2.有铅、无铅混装工艺的质量控制有铅、无铅混装工艺的质量控制有铅、无铅混装工

2、艺的质量控制有铅、无铅混装工艺的质量控制 有铅有铅有铅有铅/ / / /无铅混用必须考虑相容性无铅混用必须考虑相容性无铅混用必须考虑相容性无铅混用必须考虑相容性 严格物料管理严格物料管理严格物料管理严格物料管理 采用有铅工艺(用有铅焊料焊接有铅和无铅元采用有铅工艺(用有铅焊料焊接有铅和无铅元采用有铅工艺(用有铅焊料焊接有铅和无铅元采用有铅工艺(用有铅焊料焊接有铅和无铅元器件)的质量控制原则器件)的质量控制原则器件)的质量控制原则器件)的质量控制原则由于再流焊与波峰焊工艺不同;由于再流焊与波峰焊工艺不同;由于再流焊与波峰焊工艺不同;由于再流焊与波峰焊工艺不同;无引线或有引脚元件的焊端镀层和引脚表

3、面无引线或有引脚元件的焊端镀层和引脚表面无引线或有引脚元件的焊端镀层和引脚表面无引线或有引脚元件的焊端镀层和引脚表面镀层镀层镀层镀层中中中中的的的的PbPbPbPb含量(或无铅材料的含量)与含量(或无铅材料的含量)与含量(或无铅材料的含量)与含量(或无铅材料的含量)与BGABGABGABGA焊球焊球焊球焊球中中中中PbPbPbPb含含含含量(或无铅材料的含量)的不同;量(或无铅材料的含量)的不同;量(或无铅材料的含量)的不同;量(或无铅材料的含量)的不同;对焊点可靠性的对焊点可靠性的对焊点可靠性的对焊点可靠性的影响也是不一样影响也是不一样影响也是不一样影响也是不一样的。的。的。的。因此因此因此

4、因此需要对各种具体情况分别讨论需要对各种具体情况分别讨论需要对各种具体情况分别讨论需要对各种具体情况分别讨论。 一有铅一有铅/无铅混合制程分析无铅混合制程分析( (一)一)无铅焊料与有铅元件混用无铅焊料与有铅元件混用1.无铅焊料与无铅焊料与有铅镀层元件有铅镀层元件(无引线或有引脚(无引线或有引脚元件)混用元件)混用2.无铅焊料与无铅焊料与有铅有铅PBGA、CSP混用混用1.无铅焊料与无铅焊料与有铅元件有铅元件混用混用(无引线或有引脚元件)(无引线或有引脚元件)有铅元件引脚和焊端镀层只有几微米厚,焊端或有铅元件引脚和焊端镀层只有几微米厚,焊端或有铅元件引脚和焊端镀层只有几微米厚,焊端或有铅元件引

5、脚和焊端镀层只有几微米厚,焊端或引脚镀层引脚镀层引脚镀层引脚镀层中微量中微量中微量中微量PbPb在无铅焊料与焊端在无铅焊料与焊端在无铅焊料与焊端在无铅焊料与焊端界面界面界面界面容易发生容易发生容易发生容易发生PbPb偏析现象,偏析现象,偏析现象,偏析现象,形成形成形成形成Sn-Ag-PbSn-Ag-Pb的的的的174174的低熔点层,可能发生焊缝起翘的低熔点层,可能发生焊缝起翘的低熔点层,可能发生焊缝起翘的低熔点层,可能发生焊缝起翘(Lift-offLift-off)现象,影响焊点长期可靠性。)现象,影响焊点长期可靠性。)现象,影响焊点长期可靠性。)现象,影响焊点长期可靠性。PbPb在在在在1

6、%1%左右的微量时发生焊点剥离的概率最高。左右的微量时发生焊点剥离的概率最高。左右的微量时发生焊点剥离的概率最高。左右的微量时发生焊点剥离的概率最高。这意味着来自元件、这意味着来自元件、这意味着来自元件、这意味着来自元件、PCBPCB镀层的微量镀层的微量镀层的微量镀层的微量PbPb混入,混入,混入,混入,将容易发生将容易发生将容易发生将容易发生Lift-offLift-off。Lift-off(焊点剥离)现象的机理(焊点剥离)现象的机理锡釺焊时的凝固收缩现象锡釺焊时的凝固收缩现象63Sn37Pb63Sn37Pb63Sn37Pb63Sn37Pb合金的合金的合金的合金的CTECTECTECTE是是

7、是是24.51024.51024.51024.510-6-6-6-6,从室温升到,从室温升到,从室温升到,从室温升到183183183183,体积会增大体积会增大体积会增大体积会增大1.2%1.2%1.2%1.2%,而从,而从,而从,而从183183183183降到室温,体积的收缩降到室温,体积的收缩降到室温,体积的收缩降到室温,体积的收缩却为却为却为却为4%4%4%4%,故锡铅焊料焊点冷却后有时有缩小现象。因,故锡铅焊料焊点冷却后有时有缩小现象。因,故锡铅焊料焊点冷却后有时有缩小现象。因,故锡铅焊料焊点冷却后有时有缩小现象。因此此此此有铅焊接时也存在有铅焊接时也存在有铅焊接时也存在有铅焊接时

8、也存在Lift-offLift-off,尤其在,尤其在,尤其在,尤其在PCBPCB受潮时。受潮时。受潮时。受潮时。无铅焊料焊点冷却时也同样有无铅焊料焊点冷却时也同样有无铅焊料焊点冷却时也同样有无铅焊料焊点冷却时也同样有凝固收缩现象凝固收缩现象凝固收缩现象凝固收缩现象。由于无铅熔。由于无铅熔。由于无铅熔。由于无铅熔点高、与点高、与点高、与点高、与PCBPCBPCBPCB的的的的CTECTECTECTE不匹配更严重、出现不匹配更严重、出现不匹配更严重、出现不匹配更严重、出现偏析现象,因此偏析现象,因此偏析现象,因此偏析现象,因此当存在当存在当存在当存在PCBPCB受热变形等应力时,很容易发生受热变

9、形等应力时,很容易发生受热变形等应力时,很容易发生受热变形等应力时,很容易发生Lift-offLift-off,严,严,严,严重时甚至会造成重时甚至会造成重时甚至会造成重时甚至会造成焊盘剥落焊盘剥落焊盘剥落焊盘剥落。PCB焊盘与焊盘与Sn-0.7Cu焊后焊后发生发生Lift-off凝固收缩凝固收缩凝固收缩凝固收缩冷却时由于基板温度高,焊点先凝固冷却时由于基板温度高,焊点先凝固冷却时由于基板温度高,焊点先凝固冷却时由于基板温度高,焊点先凝固收缩,基板焊盘界面处残留液相,基收缩,基板焊盘界面处残留液相,基收缩,基板焊盘界面处残留液相,基收缩,基板焊盘界面处残留液相,基板越厚,基板内部储存的热量越多

10、,板越厚,基板内部储存的热量越多,板越厚,基板内部储存的热量越多,板越厚,基板内部储存的热量越多,越容易发生焊点剥离。越容易发生焊点剥离。越容易发生焊点剥离。越容易发生焊点剥离。热热热热传传传传导导导导收缩收缩收缩收缩A面回流焊面回流焊B面波峰焊复合工艺中的问题面波峰焊复合工艺中的问题完成了完成了完成了完成了A A面回流焊,进行面回流焊,进行面回流焊,进行面回流焊,进行B B面波峰焊时,在面波峰焊时,在面波峰焊时,在面波峰焊时,在A A面大的面大的面大的面大的QFPQFP和和和和PLCCPLCC等元件的引脚镀层为等元件的引脚镀层为等元件的引脚镀层为等元件的引脚镀层为Sn-PbSn-Pb合金时合

11、金时合金时合金时,虽然,虽然,虽然,虽然焊点本身熔点在焊点本身熔点在焊点本身熔点在焊点本身熔点在217217,不会熔化,但在焊锡与焊盘,不会熔化,但在焊锡与焊盘,不会熔化,但在焊锡与焊盘,不会熔化,但在焊锡与焊盘界面容易形成界面容易形成界面容易形成界面容易形成PbPb偏析偏析偏析偏析形成形成形成形成Sn-Ag-PbSn-Ag-Pb的的的的174174的低的低的低的低熔点层,使界面发生熔化,在热应力的作用下造成焊熔点层,使界面发生熔化,在热应力的作用下造成焊熔点层,使界面发生熔化,在热应力的作用下造成焊熔点层,使界面发生熔化,在热应力的作用下造成焊点从焊盘上剥离。类似点从焊盘上剥离。类似点从焊盘

12、上剥离。类似点从焊盘上剥离。类似Lift-offLift-off(焊点剥离)。(焊点剥离)。(焊点剥离)。(焊点剥离)。QFPQFP 焊盘处Lift-offQFPQFP引脚引脚引脚引脚解决措施:解决措施:解决措施:解决措施:焊点凝固时适当提高冷却速度;焊点凝固时适当提高冷却速度;焊点凝固时适当提高冷却速度;焊点凝固时适当提高冷却速度;创造一个平稳的焊点凝固环境;创造一个平稳的焊点凝固环境;创造一个平稳的焊点凝固环境;创造一个平稳的焊点凝固环境;例如:选择例如:选择例如:选择例如:选择Z Z轴方向轴方向轴方向轴方向CTECTE小的小的小的小的PCBPCB材料;材料;材料;材料;平稳的平稳的平稳的

13、平稳的PCBPCB传输系统,不产生振动。传输系统,不产生振动。传输系统,不产生振动。传输系统,不产生振动。2.无铅焊料与无铅焊料与有铅有铅PBGA、CSP混用混用“气孔多气孔多”再流焊时,焊球上的有铅焊料先熔,再流焊时,焊球上的有铅焊料先熔,覆盖焊盘与元件焊端,助焊剂排不出覆盖焊盘与元件焊端,助焊剂排不出去,造成气孔。去,造成气孔。气孔气孔气孔气孔183183217217(二二)有铅焊料与无铅元件混用有铅焊料与无铅元件混用1.有铅焊料与有铅焊料与无铅镀层元件无铅镀层元件(无引线或有引脚(无引线或有引脚元件)混用元件)混用2.有铅焊料与无有铅焊料与无铅铅PBGA、CSP混用混用1.有铅焊料有铅焊

14、料与无铅元件与无铅元件混用(无引线或有引脚元件)混用(无引线或有引脚元件)一般情况没有问题一般情况没有问题一般情况没有问题一般情况没有问题。因为焊端镀层非常薄,。因为焊端镀层非常薄,。因为焊端镀层非常薄,。因为焊端镀层非常薄,例如应用最多的镀例如应用最多的镀例如应用最多的镀例如应用最多的镀SnSn层厚度在层厚度在层厚度在层厚度在 3 37m7m,SnSn熔点为熔点为熔点为熔点为232232,与,与,与,与Sn-37PbSn-37Pb合金焊接时,一般情况下峰值温度比合金焊接时,一般情况下峰值温度比合金焊接时,一般情况下峰值温度比合金焊接时,一般情况下峰值温度比焊接有铅元件略微高焊接有铅元件略微高

15、焊接有铅元件略微高焊接有铅元件略微高55左右即可以。左右即可以。左右即可以。左右即可以。但是有一点要但是有一点要但是有一点要但是有一点要特别警惕!镀特别警惕!镀特别警惕!镀特别警惕!镀Sn-BiSn-Bi元件元件元件元件只能应用在无铅工只能应用在无铅工只能应用在无铅工只能应用在无铅工艺中,不能用到有铅工艺中。这是由于有铅焊料中的艺中,不能用到有铅工艺中。这是由于有铅焊料中的艺中,不能用到有铅工艺中。这是由于有铅焊料中的艺中,不能用到有铅工艺中。这是由于有铅焊料中的PbPb与与与与Sn-BiSn-Bi镀层的在引脚或焊端镀层的在引脚或焊端镀层的在引脚或焊端镀层的在引脚或焊端界面形成界面形成界面形成

16、界面形成Sn-Pb-BiSn-Pb-Bi(熔点(熔点(熔点(熔点9393)的三元共晶低熔点层)的三元共晶低熔点层)的三元共晶低熔点层)的三元共晶低熔点层、容易引起焊接界面剥离、容易引起焊接界面剥离、容易引起焊接界面剥离、容易引起焊接界面剥离、空洞等问题,导致焊接强度劣化。空洞等问题,导致焊接强度劣化。空洞等问题,导致焊接强度劣化。空洞等问题,导致焊接强度劣化。如果采用有铅焊料的温度曲线,焊点连接如果采用有铅焊料的温度曲线,焊点连接如果采用有铅焊料的温度曲线,焊点连接如果采用有铅焊料的温度曲线,焊点连接可靠性是最差的可靠性是最差的可靠性是最差的可靠性是最差的。这是由于有铅焊料与无铅焊。这是由于有

17、铅焊料与无铅焊。这是由于有铅焊料与无铅焊。这是由于有铅焊料与无铅焊球的熔点不相同,有铅焊料熔点低先熔,而无铅球的熔点不相同,有铅焊料熔点低先熔,而无铅球的熔点不相同,有铅焊料熔点低先熔,而无铅球的熔点不相同,有铅焊料熔点低先熔,而无铅焊球不能完全熔化,容易造成焊球不能完全熔化,容易造成焊球不能完全熔化,容易造成焊球不能完全熔化,容易造成PBGAPBGA、CSPCSP一侧一侧一侧一侧焊点失效的缘故。焊点失效的缘故。焊点失效的缘故。焊点失效的缘故。 183183217217解决措施:解决措施:解决措施:解决措施:提高焊接温度到提高焊接温度到提高焊接温度到提高焊接温度到235235左右左右左右左右2

18、.有铅焊料有铅焊料与无铅与无铅PBGA、CSP混用混用在元件一侧的界面失效在元件一侧的界面失效二二. . 有铅、无铅混装工艺的质量控制有铅、无铅混装工艺的质量控制1. 1. 1. 1. 有铅有铅有铅有铅/ / / /无铅混用必须考虑相容性无铅混用必须考虑相容性无铅混用必须考虑相容性无铅混用必须考虑相容性2. 2. 2. 2. 严格物料管理严格物料管理严格物料管理严格物料管理3. 3. 3. 3. 采用有铅工艺(用有铅焊料焊接有铅和采用有铅工艺(用有铅焊料焊接有铅和采用有铅工艺(用有铅焊料焊接有铅和采用有铅工艺(用有铅焊料焊接有铅和无铅元器件)的质量控制原则无铅元器件)的质量控制原则无铅元器件)

19、的质量控制原则无铅元器件)的质量控制原则1.有铅有铅/无铅混用必须考虑相容性无铅混用必须考虑相容性(1 1)材料相容性)材料相容性)材料相容性)材料相容性焊料合金和助焊剂焊料合金和助焊剂焊料合金和助焊剂焊料合金和助焊剂焊料和元器件焊料和元器件焊料和元器件焊料和元器件焊料和焊料和焊料和焊料和PCBPCB焊盘涂镀层焊盘涂镀层焊盘涂镀层焊盘涂镀层(2 2)工艺相容性(再流焊、波峰焊和返修工艺)工艺相容性(再流焊、波峰焊和返修工艺)工艺相容性(再流焊、波峰焊和返修工艺)工艺相容性(再流焊、波峰焊和返修工艺)(3 3)设计相容性)设计相容性)设计相容性)设计相容性高可靠领域暂时不建议采用无铅工艺高可靠领

20、域暂时不建议采用无铅工艺高可靠领域暂时不建议采用无铅工艺高可靠领域暂时不建议采用无铅工艺建议采用有铅焊料焊接有铅和无铅元器件工艺建议采用有铅焊料焊接有铅和无铅元器件工艺建议采用有铅焊料焊接有铅和无铅元器件工艺建议采用有铅焊料焊接有铅和无铅元器件工艺 无铅焊料是无铅焊料是无铅焊料是无铅焊料是“ “高锡高锡高锡高锡” ”焊料。高锡带来的是高温、表面张力大、焊料。高锡带来的是高温、表面张力大、焊料。高锡带来的是高温、表面张力大、焊料。高锡带来的是高温、表面张力大、黏度大、浸润性差、工艺窗口小等问题,高温又会带来工艺上黏度大、浸润性差、工艺窗口小等问题,高温又会带来工艺上黏度大、浸润性差、工艺窗口小等

21、问题,高温又会带来工艺上黏度大、浸润性差、工艺窗口小等问题,高温又会带来工艺上的难度,可能会导致的元件和电路板降级甚至损坏。另外,焊的难度,可能会导致的元件和电路板降级甚至损坏。另外,焊的难度,可能会导致的元件和电路板降级甚至损坏。另外,焊的难度,可能会导致的元件和电路板降级甚至损坏。另外,焊接温度越高金属间化合物生长速度越快,界面微孔、空洞多,接温度越高金属间化合物生长速度越快,界面微孔、空洞多,接温度越高金属间化合物生长速度越快,界面微孔、空洞多,接温度越高金属间化合物生长速度越快,界面微孔、空洞多,金属间化合物是脆性的,无铅焊点比金属间化合物是脆性的,无铅焊点比金属间化合物是脆性的,无铅

22、焊点比金属间化合物是脆性的,无铅焊点比Sn-PbSn-Pb焊点更硬也传递了焊点更硬也传递了焊点更硬也传递了焊点更硬也传递了更大的应力,这些问题都会影响无铅产品的长期可靠性。更大的应力,这些问题都会影响无铅产品的长期可靠性。更大的应力,这些问题都会影响无铅产品的长期可靠性。更大的应力,这些问题都会影响无铅产品的长期可靠性。 目前,如果采用无铅焊接,可以买到所有的无铅元件。对于大目前,如果采用无铅焊接,可以买到所有的无铅元件。对于大目前,如果采用无铅焊接,可以买到所有的无铅元件。对于大目前,如果采用无铅焊接,可以买到所有的无铅元件。对于大多数民用、通信等领域,由于使用环境应力小、不恶劣,应用多数民

23、用、通信等领域,由于使用环境应力小、不恶劣,应用多数民用、通信等领域,由于使用环境应力小、不恶劣,应用多数民用、通信等领域,由于使用环境应力小、不恶劣,应用无铅焊接是没有问题的。无铅焊接是没有问题的。无铅焊接是没有问题的。无铅焊接是没有问题的。 对于军工等高可靠领域,无铅产品的长期可靠性是有风险的。对于军工等高可靠领域,无铅产品的长期可靠性是有风险的。对于军工等高可靠领域,无铅产品的长期可靠性是有风险的。对于军工等高可靠领域,无铅产品的长期可靠性是有风险的。混装焊接机理混装焊接机理(用有铅焊料焊接有铅和无铅元器件)用有铅焊料焊接有铅和无铅元器件) 混装焊接过程、原理与混装焊接过程、原理与混装焊

24、接过程、原理与混装焊接过程、原理与6363Sn-37PbSn-37PbSn-37PbSn-37Pb是相同的是相同的是相同的是相同的 金属间结合层(金属间结合层(金属间结合层(金属间结合层(IMCIMC)的主要成分是)的主要成分是)的主要成分是)的主要成分是CuCu6 6SnSn5 5和和和和CuCu3 3SnSn 由于混装工艺中无铅元件的焊端镀层和焊球的熔点高于锡由于混装工艺中无铅元件的焊端镀层和焊球的熔点高于锡由于混装工艺中无铅元件的焊端镀层和焊球的熔点高于锡由于混装工艺中无铅元件的焊端镀层和焊球的熔点高于锡铅焊料的熔点,因此,铅焊料的熔点,因此,铅焊料的熔点,因此,铅焊料的熔点,因此,焊接

25、温度略高于有铅焊接,焊接温度略高于有铅焊接,焊接温度略高于有铅焊接,焊接温度略高于有铅焊接,有无铅有无铅有无铅有无铅PBGAPBGA时焊接温度接近无铅焊接时焊接温度接近无铅焊接时焊接温度接近无铅焊接时焊接温度接近无铅焊接。 有铅有铅有铅有铅/ /无铅混装无铅混装无铅混装无铅混装焊接,尽量避免焊接,尽量避免焊接,尽量避免焊接,尽量避免温度过高和多次焊接,温度过高和多次焊接,温度过高和多次焊接,温度过高和多次焊接,警惕警惕警惕警惕富铅层与过多的富铅层与过多的富铅层与过多的富铅层与过多的IMCIMC,警惕高温损坏元件和印制板。,警惕高温损坏元件和印制板。,警惕高温损坏元件和印制板。,警惕高温损坏元件

26、和印制板。元器件类型元器件类型焊端表面镀层成份焊端表面镀层成份与与Sn63Pb37焊料的相容性焊料的相容性材料材料焊接温度焊接温度有铅元器件有铅元器件Sn63-Pb37相容性很好相容性很好无无铅铅元元器器件件通孔插装元器件、通孔插装元器件、无引线和有引线表无引线和有引线表面贴装元器件面贴装元器件SnSn须须问题问题需要提高需要提高510Sn-Ni好好相容性较好相容性较好Sn-Ag不相容,不相容,Ag的浸析现象的浸析现象Ni-Pd-Au不确定不确定需要工艺控制需要工艺控制Sn-Bi不相容,发生偏析现象不相容,发生偏析现象PBGA等球状器件等球状器件Sn-Ag-Cu不确定不确定需要提高需要提高10

27、15常用有铅、无铅元器件焊端镀层与常用有铅、无铅元器件焊端镀层与常用有铅、无铅元器件焊端镀层与常用有铅、无铅元器件焊端镀层与Sn63Pb37Sn63Pb37焊料相容性比较焊料相容性比较焊料相容性比较焊料相容性比较特别警惕!特别警惕!特别警惕!特别警惕!日本、韩国有的元件镀日本、韩国有的元件镀日本、韩国有的元件镀日本、韩国有的元件镀Sn-BiSn-BiSn-BiSn-Bi,必须在无铅焊料中使用。,必须在无铅焊料中使用。,必须在无铅焊料中使用。,必须在无铅焊料中使用。如果焊料中有如果焊料中有如果焊料中有如果焊料中有PbPbPbPb,界面形成界面形成界面形成界面形成Sn-Bi-PbSn-Bi-Pb(

28、9393)三元共)三元共)三元共)三元共晶低熔点层晶低熔点层晶低熔点层晶低熔点层,将严重影响可靠性。,将严重影响可靠性。,将严重影响可靠性。,将严重影响可靠性。无铅元器件与无铅元器件与Sn63Pb37焊料焊接应注意焊料焊接应注意 无铅元件的焊端镀层大多是镀纯无铅元件的焊端镀层大多是镀纯无铅元件的焊端镀层大多是镀纯无铅元件的焊端镀层大多是镀纯SnSn的,容易形成的,容易形成的,容易形成的,容易形成SnSn须须须须 片式元件焊端的片式元件焊端的片式元件焊端的片式元件焊端的AgAg、AuAu等元素过早地溶入焊料中,造成气孔等元素过早地溶入焊料中,造成气孔等元素过早地溶入焊料中,造成气孔等元素过早地溶

29、入焊料中,造成气孔PBGA与与与与Sn63Pb37Sn63Pb37焊料焊接必须提高焊料焊接必须提高焊料焊接必须提高焊料焊接必须提高10101515有铅有铅/无铅混用工艺相容性无铅混用工艺相容性 有铅焊料焊接无铅元器件时有铅焊料焊接无铅元器件时有铅焊料焊接无铅元器件时有铅焊料焊接无铅元器件时,Sn-PbSn-Pb焊料的熔点焊料的熔点焊料的熔点焊料的熔点183183,无铅,无铅,无铅,无铅元件焊端镀层元件焊端镀层元件焊端镀层元件焊端镀层SnSn熔点为熔点为熔点为熔点为232232,无铅,无铅,无铅,无铅BGABGA焊球焊球焊球焊球Sn-Ag-CuSn-Ag-Cu熔点熔点熔点熔点217217。由于无

30、铅元件焊端镀层和焊球的熔点高于。由于无铅元件焊端镀层和焊球的熔点高于。由于无铅元件焊端镀层和焊球的熔点高于。由于无铅元件焊端镀层和焊球的熔点高于Sn-PbSn-Pb焊料焊料焊料焊料的熔点,因此,焊接时的熔点,因此,焊接时的熔点,因此,焊接时的熔点,因此,焊接时需要提高焊接温度。需要提高焊接温度。需要提高焊接温度。需要提高焊接温度。有铅焊料焊接有铅元器件时虽然材料和熔点温度都是相有铅焊料焊接有铅元器件时虽然材料和熔点温度都是相有铅焊料焊接有铅元器件时虽然材料和熔点温度都是相有铅焊料焊接有铅元器件时虽然材料和熔点温度都是相容的,但由于焊接温度提高了,高温可能损坏有铅元器件和容的,但由于焊接温度提高

31、了,高温可能损坏有铅元器件和容的,但由于焊接温度提高了,高温可能损坏有铅元器件和容的,但由于焊接温度提高了,高温可能损坏有铅元器件和PCBPCB基板,特别是对潮湿敏感元器件的影响不可忽视。基板,特别是对潮湿敏感元器件的影响不可忽视。基板,特别是对潮湿敏感元器件的影响不可忽视。基板,特别是对潮湿敏感元器件的影响不可忽视。潮湿敏感度问题潮湿敏感度问题必须高度重视器件的潮湿敏感度问题。吸潮的器件在必须高度重视器件的潮湿敏感度问题。吸潮的器件在必须高度重视器件的潮湿敏感度问题。吸潮的器件在必须高度重视器件的潮湿敏感度问题。吸潮的器件在再流焊过程中由于再流焊过程中由于再流焊过程中由于再流焊过程中由于水蒸

32、汽膨胀随温度升高而上升水蒸汽膨胀随温度升高而上升水蒸汽膨胀随温度升高而上升水蒸汽膨胀随温度升高而上升,对,对,对,对已经受潮的器件都会造成损坏的威胁。无铅焊接温度已经受潮的器件都会造成损坏的威胁。无铅焊接温度已经受潮的器件都会造成损坏的威胁。无铅焊接温度已经受潮的器件都会造成损坏的威胁。无铅焊接温度高,根据经验,高,根据经验,高,根据经验,高,根据经验,焊接温度每提高焊接温度每提高焊接温度每提高焊接温度每提高1010,湿度敏感等级,湿度敏感等级,湿度敏感等级,湿度敏感等级提升提升提升提升1 1级。级。级。级。SMD潮湿敏感等级(潮湿敏感等级(IPC/JEDEC标准)标准)敏感性敏感性芯片拆封后

33、置放芯片拆封后置放环环境条件境条件拆封后必拆封后必须须使用的期限使用的期限(标签标签上最低耐受上最低耐受时时)1级级30,90%RH无限期无限期2级级30,60%RH1年年2a级级30,60%RH4周周3级级30,60%RH168小小时时4级级30,60%RH72小小时时5级级30,60%RH48小小时时5a级级30,60%RH24小小时时6级级30,60%RH按按标签标签上写的上写的时间时间有铅有铅/无铅混装时无铅混装时Sn63Pb37焊料与助焊剂的相容性焊料与助焊剂的相容性混装焊接工艺需要提高焊接温度,因此助焊剂的活混装焊接工艺需要提高焊接温度,因此助焊剂的活混装焊接工艺需要提高焊接温度,

34、因此助焊剂的活混装焊接工艺需要提高焊接温度,因此助焊剂的活化温度与活性也要相应提高化温度与活性也要相应提高化温度与活性也要相应提高化温度与活性也要相应提高设计相容性设计相容性PCBPCB和工艺设计时,元器件、基板材料、和工艺设计时,元器件、基板材料、和工艺设计时,元器件、基板材料、和工艺设计时,元器件、基板材料、PCBPCB焊焊焊焊盘涂镀层材料选择不当也会发生材料不相容等等盘涂镀层材料选择不当也会发生材料不相容等等盘涂镀层材料选择不当也会发生材料不相容等等盘涂镀层材料选择不当也会发生材料不相容等等问题。问题。问题。问题。有铅有铅/无铅混用可能发生无铅混用可能发生相容性相容性问题问题(a) (a

35、) (a) (a) 镀镀镀镀SnSn元件的元件的元件的元件的SnSn须问题须问题须问题须问题 (b) (b) (b) (b) 高温可能损坏元器件封装体及内部连接高温可能损坏元器件封装体及内部连接高温可能损坏元器件封装体及内部连接高温可能损坏元器件封装体及内部连接(c) (c) (c) (c) 高温对潮湿敏感元件的不利影响高温对潮湿敏感元件的不利影响高温对潮湿敏感元件的不利影响高温对潮湿敏感元件的不利影响 (d) (d) (d) (d) 高温可能损坏高温可能损坏高温可能损坏高温可能损坏PCB PCB PCB PCB (e) (e) (e) (e) 焊料合金与元件焊端或引脚镀层不相容焊料合金与元件

36、焊端或引脚镀层不相容焊料合金与元件焊端或引脚镀层不相容焊料合金与元件焊端或引脚镀层不相容(f) (f) (f) (f) 焊料合金与焊料合金与焊料合金与焊料合金与PBGAPBGAPBGAPBGA、CSPCSPCSPCSP焊球合金不相容焊球合金不相容焊球合金不相容焊球合金不相容(g) (g) (g) (g) 各种工艺之间的不相容性各种工艺之间的不相容性各种工艺之间的不相容性各种工艺之间的不相容性(h) (h) (h) (h) 各种助焊剂之间的不相容性各种助焊剂之间的不相容性各种助焊剂之间的不相容性各种助焊剂之间的不相容性 2. 2. 严格物料管理严格物料管理 物料管理的一般要求物料管理的一般要求物

37、料管理的一般要求物料管理的一般要求 (a)(a)元器件采购技术要求。对采购部门进行元器件采购技术要求。对采购部门进行元器件采购技术要求。对采购部门进行元器件采购技术要求。对采购部门进行ROHSROHS培训,加强对上培训,加强对上培训,加强对上培训,加强对上游供应商的管理游供应商的管理游供应商的管理游供应商的管理 (b)(b)备料备料备料备料 首先要注意是否无铅元件,首先要注意是否无铅元件,首先要注意是否无铅元件,首先要注意是否无铅元件,向向供应商索取元器件的详细资料。供应商索取元器件的详细资料。供应商索取元器件的详细资料。供应商索取元器件的详细资料。(c)(c)标识和标签标识和标签标识和标签标

38、识和标签 给无铅元器件、给无铅元器件、给无铅元器件、给无铅元器件、PCBPCB、工艺材料、工艺材料、工艺材料、工艺材料( (包括焊膏、焊锡条、焊锡丝、包括焊膏、焊锡条、焊锡丝、包括焊膏、焊锡条、焊锡丝、包括焊膏、焊锡条、焊锡丝、助焊剂助焊剂助焊剂助焊剂) ),还包括更改了开口尺寸的模板做无铅标识和标签。,还包括更改了开口尺寸的模板做无铅标识和标签。,还包括更改了开口尺寸的模板做无铅标识和标签。,还包括更改了开口尺寸的模板做无铅标识和标签。(d)(d)无铅元器件编号方式无铅元器件编号方式无铅元器件编号方式无铅元器件编号方式 必须与组装厂沟通(一致、统一)必须与组装厂沟通(一致、统一)必须与组装厂

39、沟通(一致、统一)必须与组装厂沟通(一致、统一) (e)(e)识别识别识别识别 对生产线操作人员进行培训,提高识别能力。对生产线操作人员进行培训,提高识别能力。对生产线操作人员进行培训,提高识别能力。对生产线操作人员进行培训,提高识别能力。(f)(f)材料管理自动化材料管理自动化材料管理自动化材料管理自动化 使用条形码,或附着在材料包装上的使用条形码,或附着在材料包装上的使用条形码,或附着在材料包装上的使用条形码,或附着在材料包装上的RFIDRFID标签标签标签标签 (g)(g)生产线设置验证生产线设置验证生产线设置验证生产线设置验证 手工验证手工验证手工验证手工验证自检、互检、专职检查。自检

40、、互检、专职检查。自检、互检、专职检查。自检、互检、专职检查。 半自动验证半自动验证半自动验证半自动验证人工扫描条形码标签。人工扫描条形码标签。人工扫描条形码标签。人工扫描条形码标签。 闭环验证闭环验证闭环验证闭环验证系统自动探测和验证。系统自动探测和验证。系统自动探测和验证。系统自动探测和验证。(h)(h)可追溯性与材料清单可追溯性与材料清单可追溯性与材料清单可追溯性与材料清单 对每一块对每一块对每一块对每一块PCBPCB编序号编序号编序号编序号 (i)(i)无铅元器件、无铅元器件、无铅元器件、无铅元器件、PCBPCB、工艺材料的储存、工艺材料的储存、工艺材料的储存、工艺材料的储存 设立单独

41、的无铅工艺材料、无铅元器件、用于无铅的模板、工设立单独的无铅工艺材料、无铅元器件、用于无铅的模板、工设立单独的无铅工艺材料、无铅元器件、用于无铅的模板、工设立单独的无铅工艺材料、无铅元器件、用于无铅的模板、工具仓库;具仓库;具仓库;具仓库; 或从现有的仓库划出相当的空间用于无铅物料、工具等物品的或从现有的仓库划出相当的空间用于无铅物料、工具等物品的或从现有的仓库划出相当的空间用于无铅物料、工具等物品的或从现有的仓库划出相当的空间用于无铅物料、工具等物品的储存储存储存储存 (j)(j)无铅的专用工具无铅的专用工具无铅的专用工具无铅的专用工具 无铅专用模板、烙铁或焊台、镊子、刷子等工具,并做标识。

42、无铅专用模板、烙铁或焊台、镊子、刷子等工具,并做标识。无铅专用模板、烙铁或焊台、镊子、刷子等工具,并做标识。无铅专用模板、烙铁或焊台、镊子、刷子等工具,并做标识。 (k)(k)设立无铅手工焊接的专用工位设立无铅手工焊接的专用工位设立无铅手工焊接的专用工位设立无铅手工焊接的专用工位(m)(m)加强静电防护与管理措施加强静电防护与管理措施加强静电防护与管理措施加强静电防护与管理措施(n)(n)对湿度敏感器件(对湿度敏感器件(对湿度敏感器件(对湿度敏感器件(MSDMSD)采取正确的控制措施)采取正确的控制措施)采取正确的控制措施)采取正确的控制措施 设计人员在设计人员在设计人员在设计人员在BOMBO

43、M表上必须标注的内容表上必须标注的内容表上必须标注的内容表上必须标注的内容 元器件的内引线材料、焊端表面镀层材料;元器件的内引线材料、焊端表面镀层材料;元器件的内引线材料、焊端表面镀层材料;元器件的内引线材料、焊端表面镀层材料; 最高耐温及最高温度下的耐受时间;最高耐温及最高温度下的耐受时间;最高耐温及最高温度下的耐受时间;最高耐温及最高温度下的耐受时间; 最大升温和降温斜率;最大升温和降温斜率;最大升温和降温斜率;最大升温和降温斜率; 潮敏度等级。潮敏度等级。潮敏度等级。潮敏度等级。 工艺人员根据设计文件进行工艺控制和设计温度曲线工艺人员根据设计文件进行工艺控制和设计温度曲线工艺人员根据设计

44、文件进行工艺控制和设计温度曲线工艺人员根据设计文件进行工艺控制和设计温度曲线 例如对潮敏元件、含例如对潮敏元件、含例如对潮敏元件、含例如对潮敏元件、含BiBi元件的控制等元件的控制等元件的控制等元件的控制等 操作人员要按照正确的工艺方法实施操作人员要按照正确的工艺方法实施操作人员要按照正确的工艺方法实施操作人员要按照正确的工艺方法实施对全线人员进行对全线人员进行培训培训对全线人员(包括采购人员、各级库房工作人员、工对全线人员(包括采购人员、各级库房工作人员、工对全线人员(包括采购人员、各级库房工作人员、工对全线人员(包括采购人员、各级库房工作人员、工艺、检验、设备操作人员、管理人员等)进行培训

45、;艺、检验、设备操作人员、管理人员等)进行培训;艺、检验、设备操作人员、管理人员等)进行培训;艺、检验、设备操作人员、管理人员等)进行培训;提高全线人员的无铅意识,提高对无铅元器件、提高全线人员的无铅意识,提高对无铅元器件、提高全线人员的无铅意识,提高对无铅元器件、提高全线人员的无铅意识,提高对无铅元器件、PCBPCB、工艺材料、工具、无铅产品标识和标签(包括企业内工艺材料、工具、无铅产品标识和标签(包括企业内工艺材料、工具、无铅产品标识和标签(包括企业内工艺材料、工具、无铅产品标识和标签(包括企业内部专用的无铅元器件和无铅产品标识和标签)的识别部专用的无铅元器件和无铅产品标识和标签)的识别部

46、专用的无铅元器件和无铅产品标识和标签)的识别部专用的无铅元器件和无铅产品标识和标签)的识别能力;能力;能力;能力;并自觉遵守无铅管理制度。并自觉遵守无铅管理制度。并自觉遵守无铅管理制度。并自觉遵守无铅管理制度。从产品设计开始就考虑到材料、工艺、设计之间的从产品设计开始就考虑到材料、工艺、设计之间的从产品设计开始就考虑到材料、工艺、设计之间的从产品设计开始就考虑到材料、工艺、设计之间的相容性;充分考虑散热问题;仔细地选择相容性;充分考虑散热问题;仔细地选择相容性;充分考虑散热问题;仔细地选择相容性;充分考虑散热问题;仔细地选择PCBPCB板材、板材、板材、板材、焊盘表面镀层、元件、焊膏及助焊剂等

47、;比有铅焊焊盘表面镀层、元件、焊膏及助焊剂等;比有铅焊焊盘表面镀层、元件、焊膏及助焊剂等;比有铅焊焊盘表面镀层、元件、焊膏及助焊剂等;比有铅焊接时更加细致地进行工艺优化和工艺控制;更加严接时更加细致地进行工艺优化和工艺控制;更加严接时更加细致地进行工艺优化和工艺控制;更加严接时更加细致地进行工艺优化和工艺控制;更加严格细致地进行物料管理。格细致地进行物料管理。格细致地进行物料管理。格细致地进行物料管理。3.采用有铅工艺(用有铅焊料焊接有铅和采用有铅工艺(用有铅焊料焊接有铅和无铅元器件)的质量控制原则无铅元器件)的质量控制原则焊接材料的选择焊接材料的选择 焊料合金焊料合金焊料合金焊料合金 助焊剂

48、助焊剂助焊剂助焊剂 焊膏焊膏焊膏焊膏焊料合金:选择焊料合金:选择Sn-37Pb共晶合金共晶合金合金成分是决定焊料熔点及焊点质量的关键参数,应尽量选合金成分是决定焊料熔点及焊点质量的关键参数,应尽量选合金成分是决定焊料熔点及焊点质量的关键参数,应尽量选合金成分是决定焊料熔点及焊点质量的关键参数,应尽量选择共晶或近共晶合金。选择共晶合金具有以下好处:择共晶或近共晶合金。选择共晶合金具有以下好处:择共晶或近共晶合金。选择共晶合金具有以下好处:择共晶或近共晶合金。选择共晶合金具有以下好处: 熔点最低,焊接温度也最低,焊接时不会损坏元件和印制板熔点最低,焊接温度也最低,焊接时不会损坏元件和印制板熔点最低

49、,焊接温度也最低,焊接时不会损坏元件和印制板熔点最低,焊接温度也最低,焊接时不会损坏元件和印制板 凝固时形成的结晶颗粒最小,结构最致密,有利于提高焊点强度凝固时形成的结晶颗粒最小,结构最致密,有利于提高焊点强度凝固时形成的结晶颗粒最小,结构最致密,有利于提高焊点强度凝固时形成的结晶颗粒最小,结构最致密,有利于提高焊点强度 冷却凝固时只要降到共晶点温度,立即从液相变成固相,因此在冷却凝固时只要降到共晶点温度,立即从液相变成固相,因此在冷却凝固时只要降到共晶点温度,立即从液相变成固相,因此在冷却凝固时只要降到共晶点温度,立即从液相变成固相,因此在凝固过程中没有塑性范围,有利于焊接工艺的控制。塑性范

50、围大凝固过程中没有塑性范围,有利于焊接工艺的控制。塑性范围大凝固过程中没有塑性范围,有利于焊接工艺的控制。塑性范围大凝固过程中没有塑性范围,有利于焊接工艺的控制。塑性范围大的合金,在合金凝固、形成焊点时需要较长时间,如果在合金凝的合金,在合金凝固、形成焊点时需要较长时间,如果在合金凝的合金,在合金凝固、形成焊点时需要较长时间,如果在合金凝的合金,在合金凝固、形成焊点时需要较长时间,如果在合金凝固期间固期间固期间固期间PCBPCB和元器件有任何震动(包括和元器件有任何震动(包括和元器件有任何震动(包括和元器件有任何震动(包括PCBPCB变形),都会造成变形),都会造成变形),都会造成变形),都会

51、造成“ “焊点扰动焊点扰动焊点扰动焊点扰动” ”,有可能会发生焊点开裂,使电子设备过早损坏。,有可能会发生焊点开裂,使电子设备过早损坏。,有可能会发生焊点开裂,使电子设备过早损坏。,有可能会发生焊点开裂,使电子设备过早损坏。 助焊剂的选择助焊剂的选择助焊剂的选择助焊剂的选择 常用助焊剂有:松香型助焊剂、水溶性助焊剂、低固含量的免清常用助焊剂有:松香型助焊剂、水溶性助焊剂、低固含量的免清常用助焊剂有:松香型助焊剂、水溶性助焊剂、低固含量的免清常用助焊剂有:松香型助焊剂、水溶性助焊剂、低固含量的免清洗助焊剂、无洗助焊剂、无洗助焊剂、无洗助焊剂、无VOCVOC助焊剂。助焊剂。助焊剂。助焊剂。 助焊剂

52、的性能直接影响焊接质量,如果选择不当,不仅起不到助助焊剂的性能直接影响焊接质量,如果选择不当,不仅起不到助助焊剂的性能直接影响焊接质量,如果选择不当,不仅起不到助助焊剂的性能直接影响焊接质量,如果选择不当,不仅起不到助焊作用,反而会造成机械强度降低、电化学腐蚀、电迁移等可靠焊作用,反而会造成机械强度降低、电化学腐蚀、电迁移等可靠焊作用,反而会造成机械强度降低、电化学腐蚀、电迁移等可靠焊作用,反而会造成机械强度降低、电化学腐蚀、电迁移等可靠性问题。因此,正确选择助焊剂十分重要。助焊剂通常与焊料匹性问题。因此,正确选择助焊剂十分重要。助焊剂通常与焊料匹性问题。因此,正确选择助焊剂十分重要。助焊剂通

53、常与焊料匹性问题。因此,正确选择助焊剂十分重要。助焊剂通常与焊料匹配使用,要根据焊料合金,根据不同的工艺方法,同时还要根据配使用,要根据焊料合金,根据不同的工艺方法,同时还要根据配使用,要根据焊料合金,根据不同的工艺方法,同时还要根据配使用,要根据焊料合金,根据不同的工艺方法,同时还要根据被焊的元件引脚、被焊的元件引脚、被焊的元件引脚、被焊的元件引脚、PCBPCB焊盘的涂镀层材料、金属表面氧化程度,焊盘的涂镀层材料、金属表面氧化程度,焊盘的涂镀层材料、金属表面氧化程度,焊盘的涂镀层材料、金属表面氧化程度,以及产品对清洁度和电性能的具体要求进行选择。以及产品对清洁度和电性能的具体要求进行选择。以

54、及产品对清洁度和电性能的具体要求进行选择。以及产品对清洁度和电性能的具体要求进行选择。 军用及生命保障类如卫星、飞机仪表、潜艇通信、保障生命的医军用及生命保障类如卫星、飞机仪表、潜艇通信、保障生命的医军用及生命保障类如卫星、飞机仪表、潜艇通信、保障生命的医军用及生命保障类如卫星、飞机仪表、潜艇通信、保障生命的医疗装置、微弱信号测试仪器等产品必须采用清洗型的助焊剂。疗装置、微弱信号测试仪器等产品必须采用清洗型的助焊剂。疗装置、微弱信号测试仪器等产品必须采用清洗型的助焊剂。疗装置、微弱信号测试仪器等产品必须采用清洗型的助焊剂。 通信类、工业设备类、办公设备类、计算机等类型的电子产品可通信类、工业设

55、备类、办公设备类、计算机等类型的电子产品可通信类、工业设备类、办公设备类、计算机等类型的电子产品可通信类、工业设备类、办公设备类、计算机等类型的电子产品可采用免清洗或清洗型的助焊剂。采用免清洗或清洗型的助焊剂。采用免清洗或清洗型的助焊剂。采用免清洗或清洗型的助焊剂。 一般家用电器类电子产品均可采用免清洗型助焊剂,或采用一般家用电器类电子产品均可采用免清洗型助焊剂,或采用一般家用电器类电子产品均可采用免清洗型助焊剂,或采用一般家用电器类电子产品均可采用免清洗型助焊剂,或采用RMARMA(中等活性)松香型助焊剂,可不清洗。(中等活性)松香型助焊剂,可不清洗。(中等活性)松香型助焊剂,可不清洗。(中

56、等活性)松香型助焊剂,可不清洗。 手工焊接和返修时一定要选择与再流焊、波峰焊时相同的助焊剂手工焊接和返修时一定要选择与再流焊、波峰焊时相同的助焊剂手工焊接和返修时一定要选择与再流焊、波峰焊时相同的助焊剂手工焊接和返修时一定要选择与再流焊、波峰焊时相同的助焊剂 水溶性焊剂的可焊性非常好,常用于高可靠和金属表面氧化较严水溶性焊剂的可焊性非常好,常用于高可靠和金属表面氧化较严水溶性焊剂的可焊性非常好,常用于高可靠和金属表面氧化较严水溶性焊剂的可焊性非常好,常用于高可靠和金属表面氧化较严重的场合。但由于其残留物的腐蚀性很大,因此在使用过程中,重的场合。但由于其残留物的腐蚀性很大,因此在使用过程中,重的

57、场合。但由于其残留物的腐蚀性很大,因此在使用过程中,重的场合。但由于其残留物的腐蚀性很大,因此在使用过程中,需经常添加专用的稀释剂调节活性剂浓度,以确保良好的焊接效需经常添加专用的稀释剂调节活性剂浓度,以确保良好的焊接效需经常添加专用的稀释剂调节活性剂浓度,以确保良好的焊接效需经常添加专用的稀释剂调节活性剂浓度,以确保良好的焊接效果。并要求焊后果。并要求焊后果。并要求焊后果。并要求焊后2 2小时内必须进行清洗。小时内必须进行清洗。小时内必须进行清洗。小时内必须进行清洗。混装工艺对助焊剂的要求混装工艺对助焊剂的要求(用有铅焊料焊接有铅和无铅元器件)(用有铅焊料焊接有铅和无铅元器件)(用有铅焊料焊

58、接有铅和无铅元器件)(用有铅焊料焊接有铅和无铅元器件) 虽然混装工艺采用虽然混装工艺采用虽然混装工艺采用虽然混装工艺采用Sn-37PbSn-37Pb共晶合金焊料,但共晶合金焊料,但共晶合金焊料,但共晶合金焊料,但由于焊接温度由于焊接温度由于焊接温度由于焊接温度提高了提高了提高了提高了(介于有铅和无铅之间),因此(介于有铅和无铅之间),因此(介于有铅和无铅之间),因此(介于有铅和无铅之间),因此要求助焊剂也要适要求助焊剂也要适要求助焊剂也要适要求助焊剂也要适当耐高温,当耐高温,当耐高温,当耐高温,要求其活性和活化温度比传统的有铅助焊剂适要求其活性和活化温度比传统的有铅助焊剂适要求其活性和活化温度

59、比传统的有铅助焊剂适要求其活性和活化温度比传统的有铅助焊剂适当提高一些。当提高一些。当提高一些。当提高一些。建议为混装工艺开发与焊接温度相匹配的助焊剂建议为混装工艺开发与焊接温度相匹配的助焊剂建议为混装工艺开发与焊接温度相匹配的助焊剂建议为混装工艺开发与焊接温度相匹配的助焊剂 焊膏的选择焊膏的选择焊膏的选择焊膏的选择免清洗产品选择免清洗焊膏免清洗产品选择免清洗焊膏免清洗产品选择免清洗焊膏免清洗产品选择免清洗焊膏需要清洗和需要做三防工艺的产品应选择溶剂需要清洗和需要做三防工艺的产品应选择溶剂需要清洗和需要做三防工艺的产品应选择溶剂需要清洗和需要做三防工艺的产品应选择溶剂清洗焊膏,或水清洗焊膏清洗

60、焊膏,或水清洗焊膏清洗焊膏,或水清洗焊膏清洗焊膏,或水清洗焊膏建议为混装工艺开发与焊接温度相匹配的建议为混装工艺开发与焊接温度相匹配的建议为混装工艺开发与焊接温度相匹配的建议为混装工艺开发与焊接温度相匹配的Sn-37PbSn-37Pb焊膏焊膏焊膏焊膏焊膏的选择、评估、与管理焊膏的选择、评估、与管理(a a a a)焊膏的生产厂家、规格很多。即便是同一厂家,也有合)焊膏的生产厂家、规格很多。即便是同一厂家,也有合)焊膏的生产厂家、规格很多。即便是同一厂家,也有合)焊膏的生产厂家、规格很多。即便是同一厂家,也有合金成分、颗粒度、黏度、免清洗、溶剂清洗、水清洗等方面金成分、颗粒度、黏度、免清洗、溶剂

61、清洗、水清洗等方面金成分、颗粒度、黏度、免清洗、溶剂清洗、水清洗等方面金成分、颗粒度、黏度、免清洗、溶剂清洗、水清洗等方面的差别。主要根据电子产品来选择。例如尽量选择与元件焊的差别。主要根据电子产品来选择。例如尽量选择与元件焊的差别。主要根据电子产品来选择。例如尽量选择与元件焊的差别。主要根据电子产品来选择。例如尽量选择与元件焊端相容的合金成分。端相容的合金成分。端相容的合金成分。端相容的合金成分。(b b b b)应应多选择几家公司的焊膏做工艺试验多选择几家公司的焊膏做工艺试验多选择几家公司的焊膏做工艺试验多选择几家公司的焊膏做工艺试验,对印刷性、脱膜,对印刷性、脱膜性、触变性、粘结性、润湿

62、性以及焊点缺陷、残留物等做性、触变性、粘结性、润湿性以及焊点缺陷、残留物等做比比比比较和评估较和评估较和评估较和评估,有条件的企业可对焊膏进行认证和测试有条件的企业可对焊膏进行认证和测试有条件的企业可对焊膏进行认证和测试有条件的企业可对焊膏进行认证和测试。有高品有高品有高品有高品质要求的产品必须对焊点做可靠性认证质要求的产品必须对焊点做可靠性认证质要求的产品必须对焊点做可靠性认证质要求的产品必须对焊点做可靠性认证。(c c c c)加强焊膏管理)加强焊膏管理)加强焊膏管理)加强焊膏管理。对对PCB设计的要求设计的要求PCBPCB基板材料的选择基板材料的选择基板材料的选择基板材料的选择PCBPC

63、B焊盘涂镀层的选择焊盘涂镀层的选择焊盘涂镀层的选择焊盘涂镀层的选择元器件的选择元器件的选择元器件的选择元器件的选择PCBPCB焊盘设计焊盘设计焊盘设计焊盘设计PCBPCB基板材料的选择基板材料的选择基板材料的选择基板材料的选择PCBPCB基板材料基板材料基板材料基板材料主要根据电子产品的性能指标、使用环境、主要根据电子产品的性能指标、使用环境、主要根据电子产品的性能指标、使用环境、主要根据电子产品的性能指标、使用环境、焊接温度来选择的。焊接温度来选择的。焊接温度来选择的。焊接温度来选择的。 焊接温度焊接温度焊接温度焊接温度240240以下的产品,采用以下的产品,采用以下的产品,采用以下的产品,

64、采用FR4FR4环氧玻璃纤维基板环氧玻璃纤维基板环氧玻璃纤维基板环氧玻璃纤维基板 焊接温度焊接温度焊接温度焊接温度240240250250产品,可选择高产品,可选择高产品,可选择高产品,可选择高TgTg(150150170170)FR-4FR-4 高可靠及厚板,焊接温度高可靠及厚板,焊接温度高可靠及厚板,焊接温度高可靠及厚板,焊接温度250250以上的产品,采用以上的产品,采用以上的产品,采用以上的产品,采用FR-5FR-5 使用环境温度较高或挠性电路板采用聚酰亚胺玻璃纤维基板使用环境温度较高或挠性电路板采用聚酰亚胺玻璃纤维基板使用环境温度较高或挠性电路板采用聚酰亚胺玻璃纤维基板使用环境温度较

65、高或挠性电路板采用聚酰亚胺玻璃纤维基板 对于散热要求高的高可靠电路板采用金属基板对于散热要求高的高可靠电路板采用金属基板对于散热要求高的高可靠电路板采用金属基板对于散热要求高的高可靠电路板采用金属基板 对于高频电路则需要采用聚四氟乙烯玻璃纤维基板对于高频电路则需要采用聚四氟乙烯玻璃纤维基板对于高频电路则需要采用聚四氟乙烯玻璃纤维基板对于高频电路则需要采用聚四氟乙烯玻璃纤维基板PCBPCB焊盘涂镀层的选择焊盘涂镀层的选择焊盘涂镀层的选择焊盘涂镀层的选择用有铅焊料焊接有铅和无铅元器件通常可选择用有铅焊料焊接有铅和无铅元器件通常可选择用有铅焊料焊接有铅和无铅元器件通常可选择用有铅焊料焊接有铅和无铅元

66、器件通常可选择的涂镀层种类:的涂镀层种类:的涂镀层种类:的涂镀层种类: 锡铅焊料合金热风整平(锡铅焊料合金热风整平(锡铅焊料合金热风整平(锡铅焊料合金热风整平(HASLHASL) ENIGENIG(Ni/AuNi/Au) 浸银工艺(浸银工艺(浸银工艺(浸银工艺(I IAgAg) 浸锡(浸锡(浸锡(浸锡(I ISnSn)OSPOSPPCB焊盘涂镀层的选择焊盘涂镀层的选择(a)(a)一般组装密度:选择一般组装密度:选择一般组装密度:选择一般组装密度:选择Sn-PbSn-Pb热风整平法(热风整平法(热风整平法(热风整平法(HASLHASL),因为),因为),因为),因为HASLHASL与与与与Sn-

67、PbSn-Pb焊料最相容。焊料最相容。焊料最相容。焊料最相容。(b)(b)高组装密度:选择化学镀镍高组装密度:选择化学镀镍高组装密度:选择化学镀镍高组装密度:选择化学镀镍- -金(金(金(金(ENIGENIG)NiNi层厚度层厚度层厚度层厚度3m3m,AuAu层厚度层厚度层厚度层厚度0.050.050.15m0.15m,一定要保证,一定要保证,一定要保证,一定要保证ENIGENIG的工艺质量。的工艺质量。的工艺质量。的工艺质量。(c)(c)高可靠产品:可选择电镀镍金,高可靠产品:可选择电镀镍金,高可靠产品:可选择电镀镍金,高可靠产品:可选择电镀镍金,AuAu镀层厚度镀层厚度镀层厚度镀层厚度0.

68、050.050.15m0.15m。(d)(d)特殊情况还可以选择特殊情况还可以选择特殊情况还可以选择特殊情况还可以选择Ni-Pd-AuNi-Pd-Au镀层。镀层。镀层。镀层。根据焊料和工艺选择,优先选择与传统有铅工艺相容的镀层材料根据焊料和工艺选择,优先选择与传统有铅工艺相容的镀层材料根据焊料和工艺选择,优先选择与传统有铅工艺相容的镀层材料根据焊料和工艺选择,优先选择与传统有铅工艺相容的镀层材料选择选择ENIG应预防应预防“金脆金脆”和和“黑焊盘黑焊盘”现象现象化学镀化学镀化学镀化学镀NiNiNiNi和浸镀金(和浸镀金(和浸镀金(和浸镀金(ENIGENIGENIGENIG)具有良好的可焊性,用

69、于印制)具有良好的可焊性,用于印制)具有良好的可焊性,用于印制)具有良好的可焊性,用于印制插头(金手指)、触摸屏开关处。插头(金手指)、触摸屏开关处。插头(金手指)、触摸屏开关处。插头(金手指)、触摸屏开关处。NiNiNiNi作为隔离层和可焊的镀层,要求厚度作为隔离层和可焊的镀层,要求厚度作为隔离层和可焊的镀层,要求厚度作为隔离层和可焊的镀层,要求厚度3um 3um 3um 3um ;AuAuAuAu是是是是NiNiNiNi的保护层的保护层的保护层的保护层 ,AuAuAuAu能与焊料中的能与焊料中的能与焊料中的能与焊料中的SnSnSnSn形成金锡间共价化形成金锡间共价化形成金锡间共价化形成金锡

70、间共价化合物(合物(合物(合物(AuSnAuSnAuSnAuSn4 4 4 4),在焊点中金的含量超过),在焊点中金的含量超过),在焊点中金的含量超过),在焊点中金的含量超过3%3%3%3%会使焊点变脆,会使焊点变脆,会使焊点变脆,会使焊点变脆,过多的过多的过多的过多的AuAuAuAu原子替代原子替代原子替代原子替代NiNiNiNi原子,因为太多的原子,因为太多的原子,因为太多的原子,因为太多的AuAuAuAu溶解到焊点里溶解到焊点里溶解到焊点里溶解到焊点里(无论是(无论是(无论是(无论是Sn-PbSn-PbSn-PbSn-Pb还是还是还是还是Sn-Ag-CuSn-Ag-CuSn-Ag-CuS

71、n-Ag-Cu)都将引起)都将引起)都将引起)都将引起“金脆金脆金脆金脆”,”,”,”,所以一所以一所以一所以一定要限定定要限定定要限定定要限定AuAuAuAu层的厚度层的厚度层的厚度层的厚度 ( ( ( (一般控制在一般控制在一般控制在一般控制在0.050.050.050.050.15m)0.15m)0.15m)0.15m);如果镀镍工艺控制不稳定,会造成如果镀镍工艺控制不稳定,会造成如果镀镍工艺控制不稳定,会造成如果镀镍工艺控制不稳定,会造成“黑焊盘黑焊盘黑焊盘黑焊盘”现象。现象。现象。现象。“黑焊盘黑焊盘”问题问题BlackPadsinENIGfinishes黑焊盘处黑焊盘处黑焊盘处黑焊

72、盘处手指一推,元件就会掉下来手指一推,元件就会掉下来手指一推,元件就会掉下来手指一推,元件就会掉下来黑焊盘是黑焊盘是黑焊盘是黑焊盘是PCBPCBPCBPCB制造厂的问题制造厂的问题制造厂的问题制造厂的问题黑盘的显微观察黑盘的显微观察黑盘失效的焊盘表面黑盘失效的焊盘表面黑盘失效的焊盘表面黑盘失效的焊盘表面(放大(放大(放大(放大50005000倍)倍)倍)倍) “黑焊盘黑焊盘”现象的产生原因现象的产生原因1 1、PCBPCB焊焊盘盘金金镀镀层层和和镍镍镀镀层层结结构构不不够够致致密密,表表面面存存在在裂裂缝缝,空空气气中中的的水份容易进入,以及浸金工艺中的酸液容易残留在镍镀层中。水份容易进入,以

73、及浸金工艺中的酸液容易残留在镍镀层中。2 2、镍镍镀镀层层磷磷含含量量偏偏高高或或偏偏低低,导导致致镀镀层层耐耐酸酸腐腐蚀蚀性性能能差差,易易发发生生腐腐蚀蚀变色,出现变色,出现“黑盘黑盘”现象,使可焊性变差。现象,使可焊性变差。(P(P(P(P含量为含量为含量为含量为7 7 7 79%9%9%9%较好较好较好较好) ) ) )3 3、镀镍后没有将酸性镀液清洗干净、镀镍后没有将酸性镀液清洗干净, ,长时间长时间 Ni Ni被酸腐蚀。被酸腐蚀。4 4、作作为为可可焊焊性性保保护护性性涂涂覆覆层层的的AuAu层层在在焊焊接接时时会会完完全全溶溶融融到到焊焊料料中中,而而被被氧氧化化或或腐腐蚀蚀的的

74、NiNi镀镀层层由由于于可可焊焊性性差差不不能能与与焊焊料料形形成成良良好好的的金金属属间间合金层,最终导致虚焊、或焊点强度不足使元件从合金层,最终导致虚焊、或焊点强度不足使元件从PCBPCB上脱落。上脱落。ENIG Finish Pad 结构示意图结构示意图CuFR-4基板基板NiAu 元器件的选择元器件的选择元器件的选择元器件的选择 尽量选择有铅元件尽量选择有铅元件尽量选择有铅元件尽量选择有铅元件 对于那些对于那些对于那些对于那些镀镀镀镀SnSn焊端的有引脚和无引脚焊端的有引脚和无引脚焊端的有引脚和无引脚焊端的有引脚和无引脚无铅元件无铅元件无铅元件无铅元件,因为,因为,因为,因为SnSn与

75、与与与Sn-PbSn-Pb焊料焊接焊料焊接焊料焊接焊料焊接其材料和温度是相容的其材料和温度是相容的其材料和温度是相容的其材料和温度是相容的,至于镀,至于镀,至于镀,至于镀SnSn焊端的焊端的焊端的焊端的锡须问题,可锡须问题,可锡须问题,可锡须问题,可以通过以通过以通过以通过“ “三防三防三防三防” ”工艺解决工艺解决工艺解决工艺解决,但要,但要,但要,但要特别警惕混入镀特别警惕混入镀特别警惕混入镀特别警惕混入镀Sn-BiSn-Bi元件元件元件元件 如果有如果有如果有如果有Sn-BiSn-Bi元件元件元件元件,可以采用,可以采用,可以采用,可以采用Sn-Ag-CuSn-Ag-Cu焊料手工焊接焊料

76、手工焊接焊料手工焊接焊料手工焊接(必须设立(必须设立(必须设立(必须设立无铅手工焊接的专用工位,专用工具,并做标识)无铅手工焊接的专用工位,专用工具,并做标识)无铅手工焊接的专用工位,专用工具,并做标识)无铅手工焊接的专用工位,专用工具,并做标识) 对于对于对于对于无铅无铅无铅无铅PBGAPBGA、CSPCSP,一般情况可以通过,一般情况可以通过,一般情况可以通过,一般情况可以通过适当提高焊接温度适当提高焊接温度适当提高焊接温度适当提高焊接温度解解解解决,使决,使决,使决,使无铅无铅无铅无铅焊球合金充分熔化,在焊球与器件之间形成良好的电焊球合金充分熔化,在焊球与器件之间形成良好的电焊球合金充分

77、熔化,在焊球与器件之间形成良好的电焊球合金充分熔化,在焊球与器件之间形成良好的电气与机械连接;气与机械连接;气与机械连接;气与机械连接;也可以将无铅焊球去除,重新植也可以将无铅焊球去除,重新植也可以将无铅焊球去除,重新植也可以将无铅焊球去除,重新植Sn-PbSn-Pb焊球焊球焊球焊球。但。但。但。但建议一定要对无铅器件逆向转换为含铅器件的工艺、可靠性与可建议一定要对无铅器件逆向转换为含铅器件的工艺、可靠性与可建议一定要对无铅器件逆向转换为含铅器件的工艺、可靠性与可建议一定要对无铅器件逆向转换为含铅器件的工艺、可靠性与可行性进行研究。对转换工艺和可靠性进行立项研究,并制定转换行性进行研究。对转换

78、工艺和可靠性进行立项研究,并制定转换行性进行研究。对转换工艺和可靠性进行立项研究,并制定转换行性进行研究。对转换工艺和可靠性进行立项研究,并制定转换规范,确保转换后的可靠性。规范,确保转换后的可靠性。规范,确保转换后的可靠性。规范,确保转换后的可靠性。组装方式与工艺流程设计组装方式与工艺流程设计选择最优秀的组装方式及工艺流程选择最优秀的组装方式及工艺流程选择最优秀的组装方式及工艺流程选择最优秀的组装方式及工艺流程(同前(同前(同前(同前2-42-4:无铅产品工艺设计):无铅产品工艺设计):无铅产品工艺设计):无铅产品工艺设计)印刷工艺、模板设计印刷工艺、模板设计模板设计模板设计模板设计模板设计

79、印刷工艺参数印刷工艺参数印刷工艺参数印刷工艺参数(同前(同前(同前(同前2-42-4:无铅产品工艺设计):无铅产品工艺设计):无铅产品工艺设计):无铅产品工艺设计) 保证贴装质量的三要素:保证贴装质量的三要素:a a 元件正确元件正确b b 位置准确位置准确c c 压力(贴片高度)合适。压力(贴片高度)合适。贴装工艺贴装工艺(同前(同前(同前(同前2-2SMT2-2SMT关键工序关键工序关键工序关键工序- -再流焊工艺控制)再流焊工艺控制)再流焊工艺控制)再流焊工艺控制)有铅有铅/无铅混装无铅混装再流焊工艺控制再流焊工艺控制 三种再流焊温度曲线三种再流焊温度曲线 三角形温度曲线三角形温度曲线三

80、角形温度曲线三角形温度曲线升温升温升温升温- - - -保温保温保温保温- - - -峰值温度曲峰值温度曲峰值温度曲峰值温度曲低峰值温度曲线低峰值温度曲线低峰值温度曲线低峰值温度曲线三角形回流焊温度曲线三角形回流焊温度曲线三角形回流焊温度曲线三角形回流焊温度曲线对于对于对于对于PCBPCB相对容易加热、元件与板材料有彼此接近温度、相对容易加热、元件与板材料有彼此接近温度、相对容易加热、元件与板材料有彼此接近温度、相对容易加热、元件与板材料有彼此接近温度、 PCBPCBPCBPCB表面温表面温表面温表面温差差差差tttt较小的较小的较小的较小的产品可以使用产品可以使用产品可以使用产品可以使用三角

81、形温度曲线三角形温度曲线三角形温度曲线三角形温度曲线。 当锡膏有适当配方,三角形当锡膏有适当配方,三角形当锡膏有适当配方,三角形当锡膏有适当配方,三角形温度曲线将得到更光亮的焊温度曲线将得到更光亮的焊温度曲线将得到更光亮的焊温度曲线将得到更光亮的焊点。但助焊剂活化时间和温点。但助焊剂活化时间和温点。但助焊剂活化时间和温点。但助焊剂活化时间和温度必须符合混装温度曲线的度必须符合混装温度曲线的度必须符合混装温度曲线的度必须符合混装温度曲线的较高温度。较高温度。较高温度。较高温度。三角形曲线的升三角形曲线的升三角形曲线的升三角形曲线的升温速度是整体控制的温速度是整体控制的温速度是整体控制的温速度是整

82、体控制的,与传,与传,与传,与传统的升温统的升温统的升温统的升温- -保温保温保温保温- -峰值曲线比峰值曲线比峰值曲线比峰值曲线比较,能量成本较低。较,能量成本较低。较,能量成本较低。较,能量成本较低。(a a)简单产品的简单产品的回流焊温度曲线回流焊温度曲线(b b b b)推荐的推荐的推荐的推荐的升温升温升温升温- -保温保温保温保温- -峰值温度曲线峰值温度曲线峰值温度曲线峰值温度曲线通过缓慢升温,充分预热通过缓慢升温,充分预热通过缓慢升温,充分预热通过缓慢升温,充分预热PCBPCBPCBPCB,降低,降低,降低,降低PCBPCBPCBPCB表面温差表面温差表面温差表面温差tttt,使

83、,使,使,使 PCB PCB PCB PCB表表表表面温度均匀,从而实现较低的峰值温度(面温度均匀,从而实现较低的峰值温度(面温度均匀,从而实现较低的峰值温度(面温度均匀,从而实现较低的峰值温度(225225225225 2402402402400 0 0 0C C C C),避免),避免),避免),避免损坏元器件和损坏元器件和损坏元器件和损坏元器件和FR-4FR-4FR-4FR-4基材基材基材基材PCBPCBPCBPCB。(c c)低峰值温度)低峰值温度曲线曲线由于小元件比大元件、散热片的升温速度快,为了满足所有元件由于小元件比大元件、散热片的升温速度快,为了满足所有元件由于小元件比大元件、

84、散热片的升温速度快,为了满足所有元件由于小元件比大元件、散热片的升温速度快,为了满足所有元件液相线以上时间的要求,采用升温液相线以上时间的要求,采用升温液相线以上时间的要求,采用升温液相线以上时间的要求,采用升温- - - -保温保温保温保温- - - -峰值温度曲线。保温峰值温度曲线。保温峰值温度曲线。保温峰值温度曲线。保温的目的是要减小的目的是要减小的目的是要减小的目的是要减小TTTT。大元件大元件大元件大元件等大热容量位置一般都等大热容量位置一般都等大热容量位置一般都等大热容量位置一般都滞后小元件到达峰值温度,滞后小元件到达峰值温度,滞后小元件到达峰值温度,滞后小元件到达峰值温度,可采取

85、可采取可采取可采取保持保持保持保持低峰值温度低峰值温度低峰值温度低峰值温度,较宽峰值时间,让小元件等一等大元件,然,较宽峰值时间,让小元件等一等大元件,然,较宽峰值时间,让小元件等一等大元件,然,较宽峰值时间,让小元件等一等大元件,然后再降温的措施。以防损坏元器件。后再降温的措施。以防损坏元器件。后再降温的措施。以防损坏元器件。后再降温的措施。以防损坏元器件。低峰值温度低峰值温度低峰值温度低峰值温度(22524(2252400 ) )曲线曲线曲线曲线225242252400小元件小元件小元件小元件大元件大元件大元件大元件* *低峰值温度损坏器件风险小,能耗少;低峰值温度损坏器件风险小,能耗少;

86、低峰值温度损坏器件风险小,能耗少;低峰值温度损坏器件风险小,能耗少;* *但对但对但对但对PCBPCB的布局、热设计、回流焊接的布局、热设计、回流焊接的布局、热设计、回流焊接的布局、热设计、回流焊接工艺曲线的调整、工艺控制、以及对工艺曲线的调整、工艺控制、以及对工艺曲线的调整、工艺控制、以及对工艺曲线的调整、工艺控制、以及对设备横向温度均匀性等要求比较高;设备横向温度均匀性等要求比较高;设备横向温度均匀性等要求比较高;设备横向温度均匀性等要求比较高;* *对于复杂产品,可能需要对于复杂产品,可能需要对于复杂产品,可能需要对于复杂产品,可能需要260260。t t建议:高可靠产品混装工艺建议:高

87、可靠产品混装工艺尽量采用低峰值温度曲线,缓慢升温、充分预热,尽量采用低峰值温度曲线,缓慢升温、充分预热,尽量采用低峰值温度曲线,缓慢升温、充分预热,尽量采用低峰值温度曲线,缓慢升温、充分预热,预防损坏有铅元件和预防损坏有铅元件和预防损坏有铅元件和预防损坏有铅元件和PCBPCB运用焊接理论,正确设置和优化再流焊温度曲线运用焊接理论,正确设置和优化再流焊温度曲线63Sn-37Pb63Sn-37Pb63Sn-37Pb63Sn-37Pb有铅有铅有铅有铅/ /无铅混装无铅混装无铅混装无铅混装再流焊温度曲线示意图再流焊温度曲线示意图再流焊温度曲线示意图再流焊温度曲线示意图 正确控制助焊剂浸润区的温度和时间

88、对提高焊点质量具有重要意义正确控制助焊剂浸润区的温度和时间对提高焊点质量具有重要意义正确控制助焊剂浸润区的温度和时间对提高焊点质量具有重要意义正确控制助焊剂浸润区的温度和时间对提高焊点质量具有重要意义 钎焊焊接只能在清洁的金属表面进行。钎焊焊接只能在清洁的金属表面进行。钎焊焊接只能在清洁的金属表面进行。钎焊焊接只能在清洁的金属表面进行。此阶段的作用是清理焊件的此阶段的作用是清理焊件的此阶段的作用是清理焊件的此阶段的作用是清理焊件的被焊界面被焊界面被焊界面被焊界面,把界面的氧化膜及附着的污物清除干净。,把界面的氧化膜及附着的污物清除干净。,把界面的氧化膜及附着的污物清除干净。,把界面的氧化膜及附

89、着的污物清除干净。 助焊剂浸润区的温度和时间是根据焊膏中助焊剂的活化温度来确定助焊剂浸润区的温度和时间是根据焊膏中助焊剂的活化温度来确定助焊剂浸润区的温度和时间是根据焊膏中助焊剂的活化温度来确定助焊剂浸润区的温度和时间是根据焊膏中助焊剂的活化温度来确定的。在助焊剂浸润区的。在助焊剂浸润区的。在助焊剂浸润区的。在助焊剂浸润区要求助焊剂在完成对焊件金属表面(焊盘和要求助焊剂在完成对焊件金属表面(焊盘和要求助焊剂在完成对焊件金属表面(焊盘和要求助焊剂在完成对焊件金属表面(焊盘和元件焊端)氧化层清洗的前提下,还要保持一定的活性元件焊端)氧化层清洗的前提下,还要保持一定的活性元件焊端)氧化层清洗的前提下

90、,还要保持一定的活性元件焊端)氧化层清洗的前提下,还要保持一定的活性,使助焊,使助焊,使助焊,使助焊剂对熔融的焊料产生去氧化、降低液态焊料的粘度和表面张力、剂对熔融的焊料产生去氧化、降低液态焊料的粘度和表面张力、剂对熔融的焊料产生去氧化、降低液态焊料的粘度和表面张力、剂对熔融的焊料产生去氧化、降低液态焊料的粘度和表面张力、增加流动性、提高浸润性,使钎料熔化时就能迅速铺展开。增加流动性、提高浸润性,使钎料熔化时就能迅速铺展开。增加流动性、提高浸润性,使钎料熔化时就能迅速铺展开。增加流动性、提高浸润性,使钎料熔化时就能迅速铺展开。 因此因此因此因此要求助焊剂的活性温度范围覆盖整个钎焊温度要求助焊剂

91、的活性温度范围覆盖整个钎焊温度要求助焊剂的活性温度范围覆盖整个钎焊温度要求助焊剂的活性温度范围覆盖整个钎焊温度。其次是助焊剂。其次是助焊剂。其次是助焊剂。其次是助焊剂与钎料的流动、铺展进程要协调。与钎料的流动、铺展进程要协调。与钎料的流动、铺展进程要协调。与钎料的流动、铺展进程要协调。使钎料的熔化与助焊剂的活性使钎料的熔化与助焊剂的活性使钎料的熔化与助焊剂的活性使钎料的熔化与助焊剂的活性高潮保持同步。高潮保持同步。高潮保持同步。高潮保持同步。一般一般一般一般要求助焊剂的熔化(活性化)温度在焊料合要求助焊剂的熔化(活性化)温度在焊料合要求助焊剂的熔化(活性化)温度在焊料合要求助焊剂的熔化(活性化

92、)温度在焊料合金熔点前金熔点前金熔点前金熔点前56s56s。(由于无铅元件的焊端镀层和焊球的熔点高于锡铅焊料的熔点,(由于无铅元件的焊端镀层和焊球的熔点高于锡铅焊料的熔点,(由于无铅元件的焊端镀层和焊球的熔点高于锡铅焊料的熔点,(由于无铅元件的焊端镀层和焊球的熔点高于锡铅焊料的熔点,因此,需要在原来有铅焊接的基础上适当提高温度)因此,需要在原来有铅焊接的基础上适当提高温度)因此,需要在原来有铅焊接的基础上适当提高温度)因此,需要在原来有铅焊接的基础上适当提高温度)峰值温度:峰值温度:峰值温度:峰值温度: 在在在在PCBAPCBA上没有无铅上没有无铅上没有无铅上没有无铅PBGAPBGA时:一般控

93、制在时:一般控制在时:一般控制在时:一般控制在225235225235; 在在在在PCBAPCBA上有无铅上有无铅上有无铅上有无铅PBGAPBGA时:一般控制在时:一般控制在时:一般控制在时:一般控制在230240230240 在在在在PCBAPCBA上有上有上有上有CBGACBGA和和和和CCGACCGA时:一般控制在时:一般控制在时:一般控制在时:一般控制在250260250260 焊接热是温度和时间的函数。温度高,时间可以短一些焊接热是温度和时间的函数。温度高,时间可以短一些焊接热是温度和时间的函数。温度高,时间可以短一些焊接热是温度和时间的函数。温度高,时间可以短一些峰值温度和峰值温度

94、和峰值温度和峰值温度和液相时间的确定液相时间的确定液相时间的确定液相时间的确定峰值温度和峰值温度和液相时间的确定液相时间的确定 回流区是指从焊料熔化回流区是指从焊料熔化回流区是指从焊料熔化回流区是指从焊料熔化到凝固的区域,即流动的液相区。到凝固的区域,即流动的液相区。到凝固的区域,即流动的液相区。到凝固的区域,即流动的液相区。 峰值区是扩散、溶解、冶金结合形成良好焊点的关键区域。峰值区是扩散、溶解、冶金结合形成良好焊点的关键区域。峰值区是扩散、溶解、冶金结合形成良好焊点的关键区域。峰值区是扩散、溶解、冶金结合形成良好焊点的关键区域。设置设置设置设置峰值温度和液相时间要考虑峰值温度和液相时间要考

95、虑峰值温度和液相时间要考虑峰值温度和液相时间要考虑IMCIMC的厚度的厚度的厚度的厚度,峰值温度越高,峰值温度越高,峰值温度越高,峰值温度越高,IMCIMC生生生生长速度越快;液相时间越长,长速度越快;液相时间越长,长速度越快;液相时间越长,长速度越快;液相时间越长, IMCIMC越多。越多。越多。越多。 设置峰值温度和液相时间还要考虑设置峰值温度和液相时间还要考虑设置峰值温度和液相时间还要考虑设置峰值温度和液相时间还要考虑PCBPCB和元器件的耐温极限。和元器件的耐温极限。和元器件的耐温极限。和元器件的耐温极限。 混装工艺混装工艺混装工艺混装工艺应尽量采用低峰值温度、峰值时间和最短的应尽量采

96、用低峰值温度、峰值时间和最短的应尽量采用低峰值温度、峰值时间和最短的应尽量采用低峰值温度、峰值时间和最短的液相时间,液相时间,液相时间,液相时间,这一点是极其重要的这一点是极其重要的这一点是极其重要的这一点是极其重要的。 必须对工艺进行优化必须对工艺进行优化设置最佳温度曲线设置最佳温度曲线 再流焊温度曲线优化依据:再流焊温度曲线优化依据:再流焊温度曲线优化依据:再流焊温度曲线优化依据:(a)(a)焊膏供应商提供的温度曲线焊膏供应商提供的温度曲线焊膏供应商提供的温度曲线焊膏供应商提供的温度曲线(b)(b)元件能承受的最高温度及其它要求。元件能承受的最高温度及其它要求。元件能承受的最高温度及其它要

97、求。元件能承受的最高温度及其它要求。 例如钽电容、例如钽电容、例如钽电容、例如钽电容、BGABGA、变压器等器件对最高温度和耐受时间的要求。、变压器等器件对最高温度和耐受时间的要求。、变压器等器件对最高温度和耐受时间的要求。、变压器等器件对最高温度和耐受时间的要求。(c)PCB(c)PCB材料能承受的最高温度,材料能承受的最高温度,材料能承受的最高温度,材料能承受的最高温度,PCBPCB的质量、层数、组装密度以及铜的质量、层数、组装密度以及铜的质量、层数、组装密度以及铜的质量、层数、组装密度以及铜的分布等情况。的分布等情况。的分布等情况。的分布等情况。 在实施过程控制之前,必须了解再流焊的焊接

98、机理,在实施过程控制之前,必须了解再流焊的焊接机理,在实施过程控制之前,必须了解再流焊的焊接机理,在实施过程控制之前,必须了解再流焊的焊接机理,具有明确的技具有明确的技具有明确的技具有明确的技术规范术规范术规范术规范。再流焊技术规范一般包括:再流焊技术规范一般包括:再流焊技术规范一般包括:再流焊技术规范一般包括:最高的升温速率、预热温度和时间、焊剂活化温度和时间、最高的升温速率、预热温度和时间、焊剂活化温度和时间、最高的升温速率、预热温度和时间、焊剂活化温度和时间、最高的升温速率、预热温度和时间、焊剂活化温度和时间、熔点以上的时间及峰值温度和时间、冷却速率。熔点以上的时间及峰值温度和时间、冷却

99、速率。熔点以上的时间及峰值温度和时间、冷却速率。熔点以上的时间及峰值温度和时间、冷却速率。设备控制不等于过程控制设备控制不等于过程控制设备控制不等于过程控制设备控制不等于过程控制 再流焊炉的参数设置必须以工艺控制为中心再流焊炉的参数设置必须以工艺控制为中心再流焊炉的参数设置必须以工艺控制为中心再流焊炉的参数设置必须以工艺控制为中心 必须正确测试再流焊实时温度曲线,确保测试数据的精确性。必须正确测试再流焊实时温度曲线,确保测试数据的精确性。必须正确测试再流焊实时温度曲线,确保测试数据的精确性。必须正确测试再流焊实时温度曲线,确保测试数据的精确性。 通过监控工艺变量,预防缺陷的产生通过监控工艺变量

100、,预防缺陷的产生通过监控工艺变量,预防缺陷的产生通过监控工艺变量,预防缺陷的产生(以下(以下同前同前2-4:无铅无铅再流焊工艺控制)再流焊工艺控制)在在在在SMTSMT工艺中,有的组装板可能需要经过工艺中,有的组装板可能需要经过工艺中,有的组装板可能需要经过工艺中,有的组装板可能需要经过2 23 3次再流焊,次再流焊,次再流焊,次再流焊,有的组装板需要经过再流焊、波峰焊和烙铁焊多次或多有的组装板需要经过再流焊、波峰焊和烙铁焊多次或多有的组装板需要经过再流焊、波峰焊和烙铁焊多次或多有的组装板需要经过再流焊、波峰焊和烙铁焊多次或多种焊接方法,种焊接方法,种焊接方法,种焊接方法,多次焊接会增加金属间

101、化合物的生成,多次焊接会增加金属间化合物的生成,多次焊接会增加金属间化合物的生成,多次焊接会增加金属间化合物的生成,使使使使金属间化合物层变厚,因此还要注意双面回流焊和金属间化合物层变厚,因此还要注意双面回流焊和金属间化合物层变厚,因此还要注意双面回流焊和金属间化合物层变厚,因此还要注意双面回流焊和尽量尽量尽量尽量避免返修作业避免返修作业避免返修作业避免返修作业。例如双面回流焊时更要注意。例如双面回流焊时更要注意。例如双面回流焊时更要注意。例如双面回流焊时更要注意尽量不要设尽量不要设尽量不要设尽量不要设置过高的温度和时间置过高的温度和时间置过高的温度和时间置过高的温度和时间;通过工艺控制尽量使

102、通过工艺控制尽量使通过工艺控制尽量使通过工艺控制尽量使SMTSMT实现:实现:实现:实现:通过印刷焊膏、贴装元器件、最后从再流焊炉出来的表通过印刷焊膏、贴装元器件、最后从再流焊炉出来的表通过印刷焊膏、贴装元器件、最后从再流焊炉出来的表通过印刷焊膏、贴装元器件、最后从再流焊炉出来的表面组装板的合格率达到或接近达到面组装板的合格率达到或接近达到面组装板的合格率达到或接近达到面组装板的合格率达到或接近达到100%100%,也就是说要求,也就是说要求,也就是说要求,也就是说要求实现零(无)缺陷或接近零缺陷的再流焊接质量,同时实现零(无)缺陷或接近零缺陷的再流焊接质量,同时实现零(无)缺陷或接近零缺陷的

103、再流焊接质量,同时实现零(无)缺陷或接近零缺陷的再流焊接质量,同时还要求所有的焊点达到一定的机械强度还要求所有的焊点达到一定的机械强度还要求所有的焊点达到一定的机械强度还要求所有的焊点达到一定的机械强度。只有这样的产。只有这样的产。只有这样的产。只有这样的产品才能实现高质量、高可靠。品才能实现高质量、高可靠。品才能实现高质量、高可靠。品才能实现高质量、高可靠。有铅有铅/无铅混装无铅混装焊接,尽量避免焊接,尽量避免温度过高和多次焊接温度过高和多次焊接特别注意!特别注意!特别注意!特别注意!温度过高、多次焊接,除了温度过高、多次焊接,除了温度过高、多次焊接,除了温度过高、多次焊接,除了会增加会增加

104、会增加会增加IMCIMC的生成的生成的生成的生成,还可能会在焊料与还可能会在焊料与还可能会在焊料与还可能会在焊料与CuCu6 6SnSn5 5之间之间之间之间生成富铅层生成富铅层生成富铅层生成富铅层,影响,影响,影响,影响可靠性甚至造成焊点失效,高温还可能损坏元件可靠性甚至造成焊点失效,高温还可能损坏元件可靠性甚至造成焊点失效,高温还可能损坏元件可靠性甚至造成焊点失效,高温还可能损坏元件和印制板。和印制板。和印制板。和印制板。有铅有铅/无铅混装波峰焊无铅混装波峰焊工艺控制工艺控制 波峰焊也要按照焊接理论、温度曲线、正确操作。波峰焊也要按照焊接理论、温度曲线、正确操作。波峰焊也要按照焊接理论、温

105、度曲线、正确操作。波峰焊也要按照焊接理论、温度曲线、正确操作。 波峰焊工艺中采用有铅焊料焊接有铅和无铅元器件时,锡波波峰焊工艺中采用有铅焊料焊接有铅和无铅元器件时,锡波波峰焊工艺中采用有铅焊料焊接有铅和无铅元器件时,锡波波峰焊工艺中采用有铅焊料焊接有铅和无铅元器件时,锡波的温度在的温度在的温度在的温度在240240左右,由于只有焊端镀层的元器件,因此,左右,由于只有焊端镀层的元器件,因此,左右,由于只有焊端镀层的元器件,因此,左右,由于只有焊端镀层的元器件,因此,一般不需要提高温度,但是也要注意对一般不需要提高温度,但是也要注意对一般不需要提高温度,但是也要注意对一般不需要提高温度,但是也要注

106、意对Sn-BiSn-Bi元件的管理。元件的管理。元件的管理。元件的管理。63Sn-37Pb双波峰焊实时温度曲线双波峰焊实时温度曲线建议建议1. 1.很多缺陷与很多缺陷与很多缺陷与很多缺陷与PCBPCB设计有关,必须考虑设计有关,必须考虑设计有关,必须考虑设计有关,必须考虑DFMDFM;2. 2.很多缺陷与很多缺陷与很多缺陷与很多缺陷与PCBPCB、元件质量有关,应选择合格的供应商,受控的、元件质量有关,应选择合格的供应商,受控的、元件质量有关,应选择合格的供应商,受控的、元件质量有关,应选择合格的供应商,受控的物流、存储条件;物流、存储条件;物流、存储条件;物流、存储条件;3. 3.很多缺陷源

107、于助焊剂活性不够。好的助焊剂能够经受住高温,防很多缺陷源于助焊剂活性不够。好的助焊剂能够经受住高温,防很多缺陷源于助焊剂活性不够。好的助焊剂能够经受住高温,防很多缺陷源于助焊剂活性不够。好的助焊剂能够经受住高温,防止桥接,改善通孔的透过率止桥接,改善通孔的透过率止桥接,改善通孔的透过率止桥接,改善通孔的透过率4. 4.波峰焊的焊料温度尽可能设低,防止元件过热,材料损坏,尤其波峰焊的焊料温度尽可能设低,防止元件过热,材料损坏,尤其波峰焊的焊料温度尽可能设低,防止元件过热,材料损坏,尤其波峰焊的焊料温度尽可能设低,防止元件过热,材料损坏,尤其要控制要控制要控制要控制混装工艺中二次回流混装工艺中二次

108、回流混装工艺中二次回流混装工艺中二次回流;5. 5.低的焊料温度能减轻焊锡氧化、减少锡渣,减轻熔融焊料对焊料低的焊料温度能减轻焊锡氧化、减少锡渣,减轻熔融焊料对焊料低的焊料温度能减轻焊锡氧化、减少锡渣,减轻熔融焊料对焊料低的焊料温度能减轻焊锡氧化、减少锡渣,减轻熔融焊料对焊料槽及叶轮的侵蚀作用,限制槽及叶轮的侵蚀作用,限制槽及叶轮的侵蚀作用,限制槽及叶轮的侵蚀作用,限制FeSn2FeSn2晶体的生成;晶体的生成;晶体的生成;晶体的生成;6. 6.优秀的工艺控制可以降低缺陷水平。优秀的工艺控制可以降低缺陷水平。优秀的工艺控制可以降低缺陷水平。优秀的工艺控制可以降低缺陷水平。工艺参数的综合调,工艺

109、参数的综合调,工艺参数的综合调,工艺参数的综合调,必须控必须控必须控必须控制温度曲线;制温度曲线;制温度曲线;制温度曲线;7. 7.注意锡炉中焊料的维护,注意锡炉中焊料的维护,注意锡炉中焊料的维护,注意锡炉中焊料的维护,加强设备的日常维护加强设备的日常维护加强设备的日常维护加强设备的日常维护总结总结 总之,有铅和无铅混用时,可能会发生材料之间、工艺之总之,有铅和无铅混用时,可能会发生材料之间、工艺之总之,有铅和无铅混用时,可能会发生材料之间、工艺之总之,有铅和无铅混用时,可能会发生材料之间、工艺之间、设计之间不相容等问题。因此,要求高可靠产品从产间、设计之间不相容等问题。因此,要求高可靠产品从

110、产间、设计之间不相容等问题。因此,要求高可靠产品从产间、设计之间不相容等问题。因此,要求高可靠产品从产品设计开始就要考虑到混装的可靠性。选择最优秀的组装品设计开始就要考虑到混装的可靠性。选择最优秀的组装品设计开始就要考虑到混装的可靠性。选择最优秀的组装品设计开始就要考虑到混装的可靠性。选择最优秀的组装方式及工艺流程;选择合格的元器件、方式及工艺流程;选择合格的元器件、方式及工艺流程;选择合格的元器件、方式及工艺流程;选择合格的元器件、PCBPCB基板材料、焊基板材料、焊基板材料、焊基板材料、焊盘镀层、焊接材料、助焊剂;严格管理,特别是物料管理、盘镀层、焊接材料、助焊剂;严格管理,特别是物料管理

111、、盘镀层、焊接材料、助焊剂;严格管理,特别是物料管理、盘镀层、焊接材料、助焊剂;严格管理,特别是物料管理、工艺管理;对印刷、贴片、再流焊、波峰焊、手工焊、返工艺管理;对印刷、贴片、再流焊、波峰焊、手工焊、返工艺管理;对印刷、贴片、再流焊、波峰焊、手工焊、返工艺管理;对印刷、贴片、再流焊、波峰焊、手工焊、返修、清洗、检测等制造过程中所有工序进行全过程控制。修、清洗、检测等制造过程中所有工序进行全过程控制。修、清洗、检测等制造过程中所有工序进行全过程控制。修、清洗、检测等制造过程中所有工序进行全过程控制。按照正确的工艺方法把工艺做得更细致一些。这样就能比按照正确的工艺方法把工艺做得更细致一些。这样

112、就能比按照正确的工艺方法把工艺做得更细致一些。这样就能比按照正确的工艺方法把工艺做得更细致一些。这样就能比较正确处理有铅、无铅混用问题。较正确处理有铅、无铅混用问题。较正确处理有铅、无铅混用问题。较正确处理有铅、无铅混用问题。按照正确的工艺方法进行全过程控制按照正确的工艺方法进行全过程控制正确选择组装方式及工艺流程;正确选择组装方式及工艺流程;正确选择组装方式及工艺流程;正确选择组装方式及工艺流程;正确选择无铅合金、助焊剂和焊膏;正确选择无铅合金、助焊剂和焊膏;正确选择无铅合金、助焊剂和焊膏;正确选择无铅合金、助焊剂和焊膏;正确选择正确选择正确选择正确选择PCBPCB材料及焊盘涂镀层;材料及焊

113、盘涂镀层;材料及焊盘涂镀层;材料及焊盘涂镀层;正确选择无铅元器件;正确选择无铅元器件;正确选择无铅元器件;正确选择无铅元器件;PCBPCB设计时充分考虑工艺性(可制造性);设计时充分考虑工艺性(可制造性);设计时充分考虑工艺性(可制造性);设计时充分考虑工艺性(可制造性);更加精确地提高印刷和贴装精度;更加精确地提高印刷和贴装精度;更加精确地提高印刷和贴装精度;更加精确地提高印刷和贴装精度;更加细致地控制再流焊、波峰焊、手工焊、更加细致地控制再流焊、波峰焊、手工焊、更加细致地控制再流焊、波峰焊、手工焊、更加细致地控制再流焊、波峰焊、手工焊、返修等各种工艺。返修等各种工艺。返修等各种工艺。返修等

114、各种工艺。 已经实施无铅工艺的要注意无铅产品的可靠性问题已经实施无铅工艺的要注意无铅产品的可靠性问题已经实施无铅工艺的要注意无铅产品的可靠性问题已经实施无铅工艺的要注意无铅产品的可靠性问题对于还没有实施铅工艺,甚至对于还没有实施铅工艺,甚至对于还没有实施铅工艺,甚至对于还没有实施铅工艺,甚至对于那些获得法规豁免的对于那些获得法规豁免的对于那些获得法规豁免的对于那些获得法规豁免的企业(行业),更要注意混用产品的可靠性问题企业(行业),更要注意混用产品的可靠性问题企业(行业),更要注意混用产品的可靠性问题企业(行业),更要注意混用产品的可靠性问题。只要严格管理,并掌握正确的工艺方法,只要严格管理,

115、并掌握正确的工艺方法,只要严格管理,并掌握正确的工艺方法,只要严格管理,并掌握正确的工艺方法,把工艺做得更细致一些,有铅、无铅混装质量也可以控制把工艺做得更细致一些,有铅、无铅混装质量也可以控制把工艺做得更细致一些,有铅、无铅混装质量也可以控制把工艺做得更细致一些,有铅、无铅混装质量也可以控制目前正处于从有铅向无铅过度阶段,目前正处于从有铅向无铅过度阶段,目前正处于从有铅向无铅过度阶段,目前正处于从有铅向无铅过度阶段,有不少企业有铅、无铅两种工艺并存有不少企业有铅、无铅两种工艺并存有不少企业有铅、无铅两种工艺并存有不少企业有铅、无铅两种工艺并存最新动向最新动向“含铅器件可以转换为无铅器件含铅器

116、件可以转换为无铅器件” 由由由由E-CertaE-Certa公司和公司和公司和公司和Sanmina-SCISanmina-SCI联合进行的一项研究表明,通过把联合进行的一项研究表明,通过把联合进行的一项研究表明,通过把联合进行的一项研究表明,通过把含铅器件转换为无铅器件,有可能含铅器件转换为无铅器件,有可能含铅器件转换为无铅器件,有可能含铅器件转换为无铅器件,有可能在消费电子级产品中在消费电子级产品中在消费电子级产品中在消费电子级产品中再次利用。再次利用。再次利用。再次利用。 许多公司有几百万美元含铅器件的剩余库存,通过把这些器件转许多公司有几百万美元含铅器件的剩余库存,通过把这些器件转许多公

117、司有几百万美元含铅器件的剩余库存,通过把这些器件转许多公司有几百万美元含铅器件的剩余库存,通过把这些器件转换为无铅器件,是换为无铅器件,是换为无铅器件,是换为无铅器件,是遵循遵循遵循遵循WEEEWEEE指令指令指令指令“ “重复利用重复利用重复利用重复利用/ /再利用再利用再利用再利用” ”倡议倡议倡议倡议,E-E-CertaCerta还发布了一个媒体信息系列视频读物,概要介绍了把含铅器还发布了一个媒体信息系列视频读物,概要介绍了把含铅器还发布了一个媒体信息系列视频读物,概要介绍了把含铅器还发布了一个媒体信息系列视频读物,概要介绍了把含铅器件转换为无铅器件的工艺。件转换为无铅器件的工艺。件转换为无铅器件的工艺。件转换为无铅器件的工艺。 该系列还介绍了该系列还介绍了该系列还介绍了该系列还介绍了把无铅器件逆向转换为军事把无铅器件逆向转换为军事把无铅器件逆向转换为军事把无铅器件逆向转换为军事/ /航空航天、医疗或免航空航天、医疗或免航空航天、医疗或免航空航天、医疗或免除除除除RoHSRoHS的应用的含铅器件的工艺的应用的含铅器件的工艺的应用的含铅器件的工艺的应用的含铅器件的工艺。 更多信息,请访问:更多信息,请访问:更多信息,请访问:更多信息,请访问:

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