3-2-有鉛、無(wú)鉛混裝工藝的質(zhì)量控制-wenkub
2023-03-27 02:57:47 本頁(yè)面
【正文】 工藝中，不能用到有鉛工藝中。 183℃ 217℃ 解決措施： 提高焊接溫度到 235℃ 左右 2. 有鉛焊料 與無(wú)鉛 PBGA、 CSP混用 在元件一側(cè)的界面失效 二 . 有鉛、無(wú)鉛混裝工藝的質(zhì)量控制 1. 有鉛 /無(wú)鉛混用必須考慮相容性 2. 嚴(yán)格物料管理 3. 采用有鉛工藝（用有鉛焊料焊接有鉛和無(wú)鉛元器件）的質(zhì)量控制原則 1. 有鉛 /無(wú)鉛混用必須考慮相容性 （ 1）材料相容性 焊料合金和助焊劑 焊料和元器件 焊料和 PCB焊盤涂鍍層 （ 2）工藝相容性（再流焊、波峰焊和返修工藝） （ 3）設(shè)計(jì)相容性 高可靠領(lǐng)域暫時(shí)不建議采用無(wú)鉛工藝 建議采用有鉛焊料焊接有鉛和無(wú)鉛元器件工藝 ? 無(wú)鉛焊料是“高錫”焊料。對(duì)于大多數(shù)民用、通信等領(lǐng)域，由于使用環(huán)境應(yīng)力小、不惡劣，應(yīng)用無(wú)鉛焊接是沒(méi)有問(wèn)題的。 元器件類型 焊端表面鍍層成份 與 Sn63Pb37焊料的相容性 材料 焊接溫度 有鉛元器件 Sn63Pb37 相容性很好 無(wú)鉛元器件 通孔插裝元器件、 無(wú)引線和有引線表面貼裝元器件 Sn Sn須 問(wèn)題 需要提高 5～ 10℃ SnNi 好 相容性較好 SnAg 不相容， Ag的浸析現(xiàn)象 NiPdAu 不確定 需要工藝控制 SnBi 不相容，發(fā)生偏析現(xiàn)象 PBGA等球狀器件 SnAgCu 不確定 需要提高 10～ 15℃ 常用有鉛、無(wú)鉛元器件焊端鍍層與 Sn63Pb37焊料相容性比較 特別警惕！ 日本、韓國(guó)有的元件鍍 SnBi，必須在無(wú)鉛焊料中使用。 有鉛焊料焊接有鉛元器件時(shí)雖然材料和熔點(diǎn)溫度都是相容的，但由于焊接溫度提高了，高溫可能損壞有鉛元器件和PCB基板，特別是對(duì)潮濕敏感元器件的影響不可忽視。 SMD潮濕敏感等級(jí)（ IPC/JEDEC 標(biāo)準(zhǔn)） 敏感性 芯片拆封后置放環(huán)境條件 拆封后必須使用的期限 （標(biāo)簽上最低耐受時(shí)） 1級(jí) ≤30℃ ， 90%RH 無(wú)限期 2級(jí) ≤30℃ ， 60%RH 1年 2a級(jí) ≤30℃ ， 60%RH 4周 3級(jí) ≤30℃ ， 60%RH 168小時(shí) 4級(jí) ≤30℃ ， 60%RH 72小時(shí) 5級(jí) ≤30℃ ， 60%RH 48小時(shí) 5a級(jí) ≤30℃ ， 60%RH 24小時(shí) 6級(jí) ≤30℃ ， 60%RH 按標(biāo)簽上寫的時(shí)間 有鉛 /無(wú)鉛混裝時(shí) Sn63Pb37焊料與助焊劑的相容性 ? 混裝焊接工藝需要提高焊接溫度，因此助焊劑的活化溫度與活性也要相應(yīng)提高 設(shè)計(jì)相容性 ? PCB和工藝設(shè)計(jì)時(shí)，元器件、基板材料、 PCB焊盤涂鍍層材料選擇不當(dāng)也會(huì)發(fā)生材料不相容等等問(wèn)題。 (d) 無(wú)鉛元器件編號(hào)方式 ? 必須與組裝廠溝通（一致、統(tǒng)一） (e) 識(shí)別 ? 對(duì)生產(chǎn)線操作人員進(jìn)行培訓(xùn)，提高識(shí)別能力。 (h) 可追溯性與材料清單 ? 對(duì)每一塊 PCB編序號(hào) (i) 無(wú)鉛元器件、 PCB、工藝材料的儲(chǔ)存 ? 設(shè)立單獨(dú)的無(wú)鉛工藝材料、無(wú)鉛元器件、用于無(wú)鉛的模板、工具倉(cāng)庫(kù)； ? 或從現(xiàn)有的倉(cāng)庫(kù)劃出相當(dāng)?shù)目臻g用于無(wú)鉛物料、工具等物品的儲(chǔ)存 (j) 無(wú)鉛的專用工具 ? 無(wú)鉛專用模板、烙鐵或焊臺(tái)、鑷子、刷子等工具，并做標(biāo)識(shí)。 3. 采用有鉛工藝（用有鉛焊料焊接有鉛和無(wú)鉛元器件）的質(zhì)量控制原則 ⑴ 焊接材料的選擇 ? 焊料合金 ? 助焊劑 ? 焊膏 ① 焊料合金：選擇 Sn37Pb共晶合金 合金成分是決定焊料熔點(diǎn)及焊點(diǎn)質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)，應(yīng)盡量選擇共晶或近共晶合金。 ? 助焊劑的性能直接影響焊接質(zhì)量，如果選擇不當(dāng)，不僅起不到助焊作用，反而會(huì)造成機(jī)械強(qiáng)度降低、電化學(xué)腐蝕、電遷移等可靠性問(wèn)題。 ? 通信類、工業(yè)設(shè)備類、辦公設(shè)備類、計(jì)算機(jī)等類型的電子產(chǎn)品可采用免清洗或清洗型的助焊劑。并要求焊后 2小時(shí)內(nèi)必須進(jìn)行清洗。主要根據(jù)電子產(chǎn)品來(lái)選擇。 （ c）加強(qiáng)焊膏管理 。 (c) 高可靠產(chǎn)品：可選擇電鍍鎳金， Au鍍層厚度 ～ 。 “黑焊盤” 問(wèn)題 Black Pads in ENIG finishes 黑焊盤處 手指一推，元件就會(huì)掉下來(lái) 黑焊盤是 PCB制造廠的問(wèn)題 黑盤的顯微觀察 黑盤失效的焊盤表面（放大 5000倍） “黑焊盤”現(xiàn)象的產(chǎn)生原因 PCB焊盤金鍍層和鎳鍍層結(jié)構(gòu)不夠致密 ， 表面存在裂縫 ， 空氣中的水份容易進(jìn)入 ， 以及浸金工藝中的酸液容易殘留在鎳鍍層中 。 ENIG Finish Pad 結(jié)構(gòu)示意圖 Cu FR4基板 Ni Au ③ 元器件的選擇 ? 盡量選擇有鉛元件 ? 對(duì)于那些 鍍 Sn焊端的有引腳和無(wú)引腳 無(wú)鉛元件 ，因?yàn)?Sn與 SnPb焊料焊接 其材料和溫度是相容的 ，至于鍍 Sn焊端的 錫須問(wèn)題，可以通過(guò) “三防”工藝解決 ，但要 特別警惕混入鍍 SnBi元件 ? 如果有 SnBi元件 ，可以采用 SnAgCu焊料手工焊接 （必須設(shè)立無(wú)鉛手工焊接的專用工位，專用工具，并做標(biāo)識(shí)） ? 對(duì)于 無(wú)鉛 PBGA、 CSP，一般情況可以通過(guò) 適當(dāng)提高焊接溫度 解決，使 無(wú)鉛 焊球合金充分熔化，在焊球與器件之間形成良好的電氣與機(jī)械連接； 也可以將無(wú)鉛焊球去除，重新植 SnPb焊球 。 ⑸ 貼裝工藝 （同前 22 SMT關(guān)鍵工序 再流焊工藝控制） ⑹ 有鉛 /無(wú)鉛混裝 再流焊工藝控制 ① 三種再流焊溫度曲線 ? 三角形溫度曲線 ? 升溫 保溫 峰值溫度曲 ? 低峰值溫度曲線 三角形回流焊溫度曲線 對(duì)于 PCB相對(duì)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(jiǎn)單產(chǎn)品的 回流焊溫度曲線 溫度℃ 焊接時(shí)間 峰值溫度 2 25 ~ 24 0 1
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