【正文】 腐蝕 Sn鍋。 ? 對 不銹鋼腐蝕率： ? 對 Cu 腐蝕率： Sn37Pb 特別注意 ：（由于 浸析現(xiàn)象 ） ? 采用 PCB的 Cu布線有腐蝕作用，將 Cu比例從 %提高到 %，使 焊料中 Cu處于飽和狀態(tài)，可以減輕或避免對 Cu布線的腐蝕。 ② 根據(jù)所選合金，需要 255~275℃ 爐溫， Sn在高溫下有溶蝕 Sn鍋的現(xiàn)象， 采用鈦合金鋼 Sn鍋、或在鍋內(nèi)壁鍍防護(hù)層。由于工藝窗口小， 要求 Sn鍋溫度均勻， 177。 2℃ 。 ③ 由于潤濕性差，需要改良助焊劑，并 增加一些涂覆量 。 ④ 由于 助焊劑涂覆量多，同時(shí)由于 水基助焊劑需要充分地將水分揮發(fā)掉，另外 由于 高熔點(diǎn)，為了使 PCB內(nèi)外溫度均勻，促進(jìn) 潤濕和通孔內(nèi)的爬升高度，主要措施： ? 預(yù)熱區(qū)要加長 ， 提高 PCB預(yù)熱溫度到 100~130℃ 。 但提高 預(yù)熱溫度會(huì)加快氧化 ； ⑤ 增加中間支撐 ，預(yù)防高溫引起 PCB變形。 ⑥ 增加冷卻裝置 ，使焊點(diǎn) 快速降溫。但對 Sn鍋 吹風(fēng)會(huì)影響焊接溫度 ，另外 降溫速度過快 容易造成元件開裂 （尤其陶瓷電容） 。 ⑦ 在預(yù)熱區(qū)末端、兩個(gè)波之間插入加熱元件 ? 在預(yù)熱區(qū)末端與波峰之間插入加熱元件 ， 防止 PCB降溫 。 ? 兩個(gè)波之間的距離要短一些 ， 或在第一波與第二波之間插入加熱元件 ， 防止由于 PCB降溫造成焊錫凝固 ， 焊接時(shí)間 3~4s； ? 適當(dāng)提高波峰高度 ， 增加錫波向上的壓力 。 ℃ t 雙波峰焊實(shí)時(shí)溫度曲線 在預(yù)熱區(qū)末端、兩個(gè)波之間插入加熱元件 ⑧ 要密切關(guān)注 SnCu焊料中 Cu比例， Cu的成分改變 %，液相溫度改變多達(dá) 6℃ 。這樣的改變可能導(dǎo)致動(dòng)力學(xué)的改變以及焊接質(zhì)量的改變 。 過量 Cu會(huì)在焊料內(nèi)出現(xiàn)粗化結(jié)晶物，造成熔融焊料的黏度增加，影響潤濕性和焊點(diǎn)機(jī)械強(qiáng)度。 Cu比例超過 1%，必須換新焊料。由于 Cu隨工作時(shí)間不斷增多， 因此一般選擇低 Cu合金，補(bǔ)充焊料時(shí)添加純錫，但很難控制合金的比例。 SnCu焊料中 Cu比例 %為共晶點(diǎn)，此時(shí)的Liftoff（ 焊點(diǎn)剝離）的幾率最小， 離開 %越遠(yuǎn)越容易發(fā)生。 ⑨ 無鉛波峰焊中的 Pb是有害的質(zhì)，經(jīng)常監(jiān)測焊料中 Pb的比例，要 控制焊點(diǎn)中 Pb含量＜ %。 ⑩插裝孔內(nèi)上錫可能達(dá)不到 75%（傳統(tǒng) Sn/Pb 75%）， 減慢速度和充 N2 可以改善。 ⑾波峰焊后分層 Liftoff（剝離、裂紋）現(xiàn)象較嚴(yán)重。 ⑿ 充 N2可以減少焊渣的形成，可以不充氮?dú)猓?N2）， 但一定要比有鉛焊接更 注意每天的清理和日常維護(hù) 。 ⒀波峰焊接設(shè)備需要對波峰焊部件、加熱部件和焊劑管理系統(tǒng)進(jìn)行 特殊維護(hù) 。 選擇性波峰焊機(jī)是無鉛波峰焊的良好選擇。 （ 3） 無鉛焊點(diǎn)的特點(diǎn) ? ① 浸潤性差，擴(kuò)展性差。 ? ② 無鉛焊點(diǎn)外觀粗糙。傳統(tǒng)的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)與 AOI需要升級。 ? ③ 無鉛焊點(diǎn)中氣孔較多，尤其有鉛焊端與無鉛焊料混用時(shí)，焊端（球）上的有鉛焊料先熔，覆蓋焊盤，助焊劑排不出去，造成氣孔。但氣孔不影響機(jī)械強(qiáng)度。 ? ④ 缺陷多 ——由于浸潤性差，使自定位效應(yīng)減弱。 ? 浸潤性差，要求助焊劑活性高。 無鉛 再流焊 焊點(diǎn) 無鉛 波峰焊 焊點(diǎn) 插裝孔中焊料填充不充分 熱撕裂或收縮孔 無鉛焊接常見缺陷 ? 無鉛焊點(diǎn)潤濕性差 ——要說服客戶理解。 氣孔多 外觀粗糙 潤濕角大 沒有半月形 無鉛焊點(diǎn)評判標(biāo)準(zhǔn) ? IPCA610D （后面專門介紹） Lead Free Inspection Lead Free Solder Paste Grainy Surface 表面粗糙 Leaded Solder Paste Smooth amp。 Shiny Surface 表面光滑、光亮 Wetting is Reduced with Lead Free Standard Eutectic Solder Joint Lead Free Solder Joint Typical Good Wetting Visible Fillet 潤濕好 Reduced Wetting No Visible Fillet 潤濕減少 三．無鉛焊接對焊接設(shè)備的要求 （ 1）無鉛焊接對再流焊設(shè)備的要求 （ 2）無鉛焊接對波峰焊設(shè)備的要求 （ 3）無鉛焊接對返修設(shè)備的要求 （ 1）無鉛焊接對再流焊設(shè)備的要求 ① 耐 350 ℃ 以上高溫，抗腐蝕。 ② 設(shè)備橫向溫度均勻，橫向溫差＜ 177。 2℃ ，必要時(shí)對導(dǎo)軌加熱或采用特殊材料的導(dǎo)軌。 ③ 升溫、預(yù)熱區(qū)長度要加長，滿足緩慢升溫的要求。 ④ 要求有兩個(gè)回流加熱區(qū)或提高加熱效率。 ⑤增加冷卻裝置，使焊點(diǎn) 快速降溫。 ⑥ 對于大尺寸的 PCB需要增加中間支撐。 ⑦增加助焊劑回收裝置，減少對設(shè)備和環(huán)境的污染。 無鉛再流焊設(shè)備是否一定要求 8溫區(qū)、 10溫區(qū)？ ? 要對現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行分析， ? 做工藝試驗(yàn)、可靠性分析或 認(rèn)證 ， ? 只要溫度曲線和可靠性滿足無鉛要求、就可以使用。 對無鉛再流焊設(shè)備的主要要求： ? 緩慢升溫 ? 助焊劑活化區(qū)快速升溫，要求回流區(qū)熱效率高，能夠快速升到回流溫度。 ? 快速冷卻 （ 2）無鉛焊接對波峰焊設(shè)備的要求 ① 耐高溫，抗腐蝕， 采用鈦合金鋼 Sn鍋、或在鍋內(nèi)壁鍍防護(hù)層 。并 要求 Sn鍋溫度均勻， ＜ 177。 2℃ 。 ② 預(yù)熱區(qū)長度要加長，滿足緩慢升溫的要求。 ③ 預(yù)熱區(qū)采用熱風(fēng)加熱器或通風(fēng)，有利于水汽揮發(fā)。 ④ 增加中間支撐，預(yù)防高溫引起 PCB變形。 ⑤ 增加冷卻裝置，使焊點(diǎn) 快速降溫。 ⑥ 充 N2可以減少焊渣的形成。 ⑦ 增加助焊劑回收裝置，減少對設(shè)備和環(huán)境的污染。 （ 3）無鉛焊接對返修設(shè)備的要求 ① 耐高溫，抗腐蝕 。 ② 提高加熱效率。 ③ 增加底部預(yù)熱面積和預(yù)熱溫度，盡量使PCB溫度均勻。 ④ 增加中間支撐，預(yù)防高溫引起 PCB變形。 四． 無鉛焊接工藝控制 （ 1）無鉛 PCB設(shè)計(jì) （ 2）印刷工藝 （ 3）貼裝 （ 4）再流焊 （ 5）波峰焊 （ 6）檢測 （ 7）關(guān)于無鉛返修 （ 8） 無 鉛清洗 （ 1）無鉛 PCB設(shè)計(jì) ? 提倡為環(huán)保設(shè)計(jì)，需要考慮 WEEE在選材、制造、使用、回收成本等方面因素，但到目前為止 還沒有對無鉛 PCB焊盤設(shè)計(jì)提出特殊要求，沒有標(biāo)準(zhǔn) 。 ? 有一種說法 值得討論 ：由于浸潤性（鋪展性）差，無鉛焊盤設(shè)計(jì)可以比有鉛小一些。 ? 還有一種說法 ：無鉛焊盤設(shè)計(jì)應(yīng)比有鉛大一些。 ? 業(yè)界較一致的看法： （ a） 為了減小焊接過程中 PCB表面△ t， 應(yīng)仔細(xì)考慮散熱設(shè)計(jì)， 例如均勻的 元器件分布、銅箔分布，優(yōu)化 PCB板的布局。 盡量使印制板上 △ t達(dá)到最小 值 。 （ b）橢圓形焊盤可減少焊后焊盤露銅現(xiàn)象。 ? 過度階段 BGA、 CSP采用“ SMD”焊盤設(shè)計(jì) 減 少“孔洞” SMD NSMD SMD(soldermask defined) NSMD nonsoldermask defined） 有利于排氣 不有利于排氣 （ c） BGA、 CSP 采用 SMD焊盤設(shè)計(jì)有利于排氣。 （ d）過度時(shí)期雙面焊（ A面再流焊， B面波峰焊）時(shí)， A面的大元件也可采用 SMD焊盤設(shè)計(jì)，可減輕焊點(diǎn)剝離現(xiàn)象。 （ e）為了減少氣孔， BGA、 CSP 焊盤上的過孔應(yīng)采用盲孔技術(shù)，并要求與焊盤表面齊平。 （ 2）印刷工藝 ? 無鉛焊膏的選擇、評估、與管理 ? 模板設(shè)計(jì) ? 印刷工藝參數(shù) 無鉛焊膏的選擇、評估、與管理 （ a）無鉛焊膏與有鉛焊膏一樣，生產(chǎn)廠家、規(guī)格很多。即便是同一廠家，也有合金成分、顆粒度、黏度、免清洗、溶劑清洗、水清洗等方面的差別。主要根據(jù)電子產(chǎn)品來選擇。例如盡量選擇與元件焊端一致的合金成分。 （ b） 應(yīng) 多選擇幾家公司的焊膏做工藝試驗(yàn) ，對印刷性、脫膜性、觸變性、粘結(jié)性、潤濕性以及焊點(diǎn)缺陷、殘留物等做比較和評估 ， 有條件的企業(yè)可對焊膏進(jìn)行認(rèn)證和測試 。 有高品質(zhì)要求的產(chǎn)品必須對焊點(diǎn)做可靠性認(rèn)證 。 （ c） 由于潤濕性差，因此 無鉛焊膏的管理比有鉛更加嚴(yán)格 。 模板設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的因素 （無鉛焊膏和有鉛焊膏在物理特性上的區(qū)別） ? 無鉛焊膏的浸潤性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于有鉛 焊膏； ? 無鉛焊膏的助焊劑含量通常要高于有鉛焊膏，鉛合金的比重較低； ? 由于缺少鉛的潤滑作用，焊膏印刷時(shí)填充性和脫膜性較差。 無鉛模板開口設(shè)計(jì) 開口設(shè)計(jì)比有鉛大，焊膏盡可能完全覆蓋焊盤 ①對于 Pitch 一般采取 1: ~ 1:，并且適當(dāng)增大模板厚度。 ②對于 Pitch≤ 通常采用 1:1開口，原則上至少不用縮小 ③對于 0402的器件 通常采用 1:1開口，為防止元件底部錫絲、墓碑、回流時(shí)旋轉(zhuǎn)等現(xiàn)象，可 將焊盤開口內(nèi)側(cè)修改成弓形或圓弧形 ； 無鉛模板 寬厚比和面積比 由于無鉛焊膏填充和脫膜能力較差，對模板開口孔壁光滑度和寬厚比 /面積比要求更高， 無鉛要求：寬厚比＞ ， 面積比＞ T L W 開口寬度 (W)/模板厚度 (T)＞ 開口面積 (W L)/孔壁面積 [2 (L+W) T] ＞ （ IPC7525標(biāo)準(zhǔn)） 無鉛 模板 制造方法的選擇 ? 0201等高密度的元器件采用激光 +電拋光、或電鑄更有利于提高無鉛焊膏填充