【正文】 點 ? 高溫 ? 工藝窗口小 ? 潤濕性差 1． 從再流焊溫度曲線分析無鉛焊接的特點 110 ℃ 130 ℃ 155 ℃ 185 ℃ 24 0 ℃ 250 ℃ 90 ℃ PCB 入口 出口 10 0 ℃ 130 ℃ 155 ℃ 175 ℃ 2 00 ℃ 210 ℃ 90 ℃ 傳送帶速度： 60cm/min 溫度℃ 焊接時間 峰值溫度 21 0 ~ 23 0 18 3 150 1 ~ 2 ℃ /s 2 ~ 4min 100 3 0 ~ 6 0s 60 ~ 90s ＜ 2 ℃ /s ~ 3 .5 ℃ /s ＜ 4 ℃ /s 升溫區(qū) 預熱區(qū) 回流區(qū) 冷卻區(qū) 時間 min 60 ~ 90s 快速升溫區(qū) （浸潤區(qū)） 63Sn37Pb鉛錫焊膏再流焊溫度曲線 無鉛焊接再流焊溫度曲線 K e s t e r R e f l o w P r o f i l e f o r L e a d F r e e A l l o y ( S n A g C u )204060801001201401601802002202402600 50 100 150 200 250 300T i m e ( s e c . )Temperature (C)S o a k Z o n e5 0 7 0 s e c s t y p i c a lR e f l o w Z o n e5 0 6 0 s e c s t y p i c a lP e a k T e m p . ( 2 3 5 2 4 5oC)P r e h e a t Z o n e4 0 7 0 s e c s t y p i c a lP r e h e a t Z o n e = 1 1 0 1 5 0oC S o a k Z o n e = 1 5 0 2 2 0oC R e f l o w Z o n e = A b o v e 2 2 0oCR a m p R a t e 0 . 5 100~200 sec 有鉛、無鉛再流焊溫度曲線比較 焊膏類型 鉛錫焊膏（ 63Sn37Pb） 無鉛焊膏 （ Sn Ag Cu） 升溫區(qū) 溫度 25~100 0C 25~110 0C 時間 60~90 sec 100~200 sec 工藝窗口 要求緩慢升溫 預熱區(qū) 溫度 100~150 0C 110~150 0C 時間 60~90 sec 40~70 sec 快速 升溫區(qū) 溫度 150~183 0C 150~217 0C 時間 30~60 sec 50~70 sec 工藝窗口 30 sec 20 sec 升溫斜率 ~1℃ /sec ~℃ /sec 回流 （焊接區(qū)） 峰值溫度 210~230 0C 235~245 0C PCB極限溫度（ FR4） 240 0C 240 0C 工藝窗口 240210= 300C 240235= 5 0C 回流時間 60~90 sec 50~60 sec 工藝窗口 30 sec 10 sec 從再流焊溫度曲線分析無鉛焊接的特點及對策 ? ① 熔點高，要求無鉛焊接設備耐高溫，抗腐蝕。要求焊接設備橫向溫度均勻。 ? c 回流區(qū)峰值溫度 235℃ 與 FR4基材 PCB的極限溫度（ 240 0C ）差（工藝窗口）僅為 5 ℃ 。因此 FR4基材 PCB就不能滿足要求了。爐子的熱容量也是很重要的因素。 ? f 為了減小爐子橫向 溫差△ t，采取措施：帶加熱器的導軌、選用散熱性小的材料、定軌向爐內縮進等技術。 ? 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。 ③ 由于潤濕性差，需要改良助焊劑，并 增加一些涂覆量 。但對 Sn鍋 吹風會影響焊接溫度 ，另外 降溫速度過快 容易造成元件開裂 （尤其陶瓷電容） 。這樣的改變可能導致動力學的改變以及焊接質量的改變 。 SnCu焊料中 Cu比例 %為共晶點，此時的Liftoff（ 焊點剝離）的幾率最小， 離開 %越遠越容易發(fā)生。 ⑿ 充 N2可以減少焊渣的形成，可以不充氮氣（ N2）， 但一定要比有鉛焊接更 注意每天的清理和日常維護 。 ? ② 無鉛焊點外觀粗糙。 ? ④ 缺陷多 ——由于浸潤性差，使自定位效應減弱。 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．無鉛焊接對焊接設備的要求 （ 1）無鉛焊接對再流焊設備的要求 （ 2）無鉛焊接對波峰焊設備的要求 （ 3）無鉛焊接對返修設備的要求 （ 1）無鉛焊接對再流焊設備的要求 ① 耐 350 ℃ 以上高溫，抗腐蝕。 ④ 要求有兩個回流加熱區(qū)或提高加熱效率。 無鉛再流焊設備是否一定要求 8溫區(qū)、 10溫區(qū)？ ? 要對現(xiàn)有設備進行分析， ? 做工藝試驗、可靠性分析或 認證 ， ? 只要溫度曲線和可靠性滿足無鉛要求、就可以使用。 2℃ 。 ⑤ 增加冷卻裝置，使焊點 快速降溫。 ② 提高加熱效率。 ? 有一種說法 值得討論 ：由于浸潤性（鋪展性）差，無鉛焊盤設計可以比有鉛小一些。 （ b）橢圓形焊盤可減少焊后焊盤露銅現(xiàn)象。 （ 2）印刷工藝 ? 無鉛焊膏的選擇、評估、與管理 ? 模板設計 ? 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。 （ b） 應 多選擇幾家公司的焊膏做工藝試驗 ，對印刷性、脫膜性、觸變性、粘結性、潤濕性以及焊點缺陷、殘留物等做比較和評估 ， 有條件的企業(yè)可對焊膏進行認證和測試 。 無鉛模板開口設計 開口設計比有鉛大，焊膏盡可能完全覆蓋焊盤 ①對于 Pitch 一般采取 1: ~ 1:，并且適當增大模板厚度?；亓鲿r自校正（ Selfalign）作用非常小，因此印刷精度比有鉛時要求更高。 （ d）由于粘性和流變性變化，每次印刷后會有些無鉛焊膏粘附在刮刀上，因此印刷周期可能需要放慢。 精確編程、控制 Z軸高度、采用 無接觸拾取可減小震動等措施。 潤 濕 性 差 提高助焊劑活性；增加焊膏中助焊劑含量； 增大模板開口尺寸，焊膏盡可能完全覆蓋焊盤； 提高印刷與貼裝精度； 充 N2可以減少高溫氧化，提高潤濕性。 c 根據(jù)表面組裝板搭載元器件的密度 、 元器件的大小以及有無 BGA、 CSP等特殊元器件進行設置 。 在同一塊 PCB上由于器件的顏色和大小不同 、 其溫度就不同 。 缺點是 PCB上 、 下溫差以及沿焊接爐長度方向溫度梯度不易控制 。 三角形回流溫度曲線 對于 PCB相對容易加熱、元件與板材料有彼此接近溫度、 PCB表面溫差 Δ t較小的 產(chǎn)品可以使用 三角形溫度曲線 。 （ a） 簡單的產(chǎn)品的 無鉛回流焊溫度曲線 （ b） 推薦的 升溫 保溫 峰值溫度曲線 通過緩慢升溫，充分預熱 PCB，降低 PCB表面溫差 Δ t，使 PCB表面溫度均勻，從而實現(xiàn)較低的峰值溫度（ 235 ~2450C ），避免損壞元器件和 FR4基材 PCB。例如，陶瓷片狀電容的最大冷卻速度為 2~40C/秒。 大元件 等大熱容量位置一般都 滯后小元件到達峰值溫度， 可采取保持 低峰值溫度 ，較寬峰值時間，讓小元件等一等大元件，然后再降溫的措施。因此FR4基材 PCB就不能滿足要求了。