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技術方案

無鉛波峰焊和無鉛回流焊的趨勢及要求

作者: admin發表時間:2018-12-06浏覽量:0

鉛是一種有毒的重金屬,人體過量吸收會引起中毒,攝入少量則可能對人的生殖、神經系統和智力系統造成影響,現在全球電子行業每年要消耗60000噸左右的焊料,而且這個數字還在不斷增加,由此造成的含鉛鹽工業渣滓嚴重汙染環境,全世界紛紛呼籲減少鉛的使用,走在前列的歐洲、日本的許多大公司正在大力研發無鉛替代合金,並已實現在2002年開始電子産品裝配中逐步減少鉛的使用。2004後年徹底消除工業中鉛的大量使用。(目前在電子行業中,使用廣泛的鉛是,傳統的焊料成份63Sn/37Pb)。
文本標簽:無鉛波峰焊和無鉛回流焊的趨勢及要求
一、無鉛工藝采用的原因,爲何要改換無鉛波峰焊、無鉛回流焊設備?
鉛是一種有毒的重金屬,人體過量吸收會引起中毒,攝入少量則可能對人的生殖、神經系統和智力系統造成影響,現在全球電子行業每年要消耗60000噸左右的焊料,而且這個數字還在不斷增加,由此造成的含鉛鹽工業渣滓嚴重汙染環境,全世界紛紛呼籲減少鉛的使用,走在前列的歐洲、日本的許多大公司正在大力研發無鉛替代合金,並已實現在2002年開始電子産品裝配中逐步減少鉛的使用。2004後年徹底消除工業中鉛的大量使用。(目前在電子行業中,使用廣泛的鉛是,傳統的焊料成份63Sn/37Pb)。

二、市面上常用的一些無鉛替代物:
1、在波峰焊和回流焊中應用的合金焊料:99、3Sa/0、7Cu熔點爲227℃
(就材料而言,幾種新型的焊膏已投放市場,但不能替代現有的鉛錫焊料,它們都需要做相應的工藝調整,新型焊膏相對于傳統焊膏的主要區別是熔點相對較高,常用無鉛波峰焊膏的熔點通常在217℃-225℃)
2、在焊膏中應用的合金:96、5Sn/3、5Ag熔點爲221℃95、5Sn/4、0Ag/0、5Cu熔點爲217℃

三、怎麽樣的無鉛替代物才符合要求:
1、導電性。
2、具有良好的潤濕性。
3、導熱性好。
4、較小的固液共存範圍:大多專家建議此溫度範圍控制在10℃之內,以便形成良好的焊點。  如果合金凝固範圍太寬,則有可能發生無鉛波峰焊點開裂,使電子産品過早損壞。
5、供貨能力。
6、生産的可重複性,焊點的一致性:由于電子裝配工藝是一種大批量制造工藝,要求其重複性和一致性要保持較高的水平,如果某些合金成份不能在大批量條件下重複制造,或者其熔點在批量生産時由于成份的改變而發生較大的變化,便不能予以考慮。
7、焊點外觀:焊點外觀應與錫/鉛焊料的外觀應接近。
8、與鉛的兼容性:由于短期內不會立刻全面轉型爲無鉛系統,所以鉛可能仍會用于PCB焊盤和元件的端子上,焊料中如摻如鑽,可能會使焊料合金的熔點降的很低,強度大大降低。
9、低毒性:合金成份必須無毒。
10、良好的物理特性(強度、拉伸、疲痨):合金必須能夠提供Sn63/Pb37所能達到的強度和可靠性,而且不會在通過器件上出現突起的角焊縫。
11、價格:許多廠商都要求價格不能高于63Sn/37Pn,但目前,無鉛替代物的成品都比63Sn/37Pb高35%。
12、溶點:大多數廠家要求固相溫度最小爲150℃,以滿足電子設備的工作要求。液相溫度則視具體應用而定。
波峰焊用焊條:爲成功實現無鉛波峰焊,液相溫度應低于265℃。
手工焊用焊錫絲:液相溫度應低于烙鐵工作溫度345℃。
焊膏:液相溫度應低于250℃。

四、關于回流焊的溫度曲線:
1、較高的熔點急劇縮小了工藝窗口,鉛錫焊料的熔點是183℃,其完全液化的溫度爲205℃-215℃,而印刷電路板的極限溫度爲230℃-240℃,現存的工藝余量爲15℃-35℃;常用的無鉛回流焊料的熔點是217℃-220℃,其完全液化溫度爲225℃-235℃,由于PCB板的板限溫度沒有改變,工藝余量就縮小到5℃-15℃,如果狹窄的工藝余量要求回流焊爐現具有很高的重複精度,以及具有嚴密的電路板表示溫差。
2、液化時間加長:傳統的有鉛焊膏的液化時間爲40s-60s;無鉛回流焊膏的液化時間一般爲60s-90s。
如果保證液化時間以及液化溫度就必然會有很高的峰值溫度大概260℃,這必然會對PCB板和元件造成熱沖擊甚至損壞。
解決方法:
①相同生産能力情況不盡量縮短加熱區的總體尺寸,以減小氧化;
②各獨立溫度尺寸減小,同時增加加熱區數量,便于工藝調整;
③使用2個以上加熱溫區做焊接溫區;
④熔錫之前助焊劑的預熱溫度不變;
⑤設計新型的中間支撐裝置,減小由于中間支撐裝置而帶來的分布偏差變大的問題。
⑥推薦使用氮氣保護工藝(非必要);
2018-10-24 166人浏覽
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