无铅焊接最新版
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ipc 无铅焊锡标准
IPC无铅焊锡标准主要包括以下两个方面:
1. 焊料的成分要求:无铅焊料主要由锡、银、铜、锑等元素组成,其化学成分必须符合标准规定,以确保焊接质量和性能的稳定。
同时,还需要对焊料的外观、粒度、润湿性等进行要求,以保证焊接的可靠性和一致性。
2. 焊接工艺的规定:无铅焊锡标准要求焊接工艺必须符合IPC规范,并进行详细的记录和过程控制。
焊接温度、焊接时间、焊接压力等参数需要进行严格控制,以确保焊缝的完整性和可靠性。
如需更多信息,建议前往IPC官网查询或咨询相关行业专家。
无铅手工焊面临的问题与解决方法一、无铅焊料使用时的问题点无铅手工焊接在焊料的选择上有一定的限制,譬如Sn-Zn系合金、Sn-Bi系合金的线体成形性较困难,且合金本身易氧化。
或者使用中与焊剂的反应存在问题。
一般不采纳这二种无铅焊料。
目前推举使用的是熔点在210~230℃ Sn-Cu系合金和Sn-Ag-Cu系合金焊料。
众所周知,由于无铅焊料的流淌性差,使焊接时的扩展性(润湿性)大大不如原来的63-37共晶焊料,其扩展性只有原来的三分之一程度。
这种性质的焊料在展开手工焊时,不仅会对应组装基板与元件,也会体现在焊接用烙铁头部,尽管作业中想提高一些焊接温度,但对改善焊料的扩展性作用是不大的。
无铅焊料的熔点,比原来的焊料要高出20~45℃,因此手工焊时必须提高烙铁头的温度,通常使用的焊接温度是焊料的熔点温度加上50℃左右较妥当。
考虑到焊接用烙铁头温度会由于本身功率及头部重量而存在差异,故温度的设定要比焊接温度高100℃左右。
原来63-37共晶焊料的烙铁头温度约在340℃左右,使用Sn-O.7Cu焊料时的温度约在380℃.关于手工焊接来讲,超过350℃以上时已作为界限温度,这种状态下的焊接可加快烙铁头的损耗,在超出焊剂的活性范围时易产生焊剂的碳化,降低焊剂的活性效果,这也会成为焊接中常见的焊剂或焊料飞溅的缘故。
二、手工焊接的注意点及解决方法由上所述,在采纳直接加热方式进行无铅手工焊时,稍不注意就会产生各种各样的问题。
这些问题的发生讲明了正是由于无铅焊料所具的固有特性,使用中就容易出现不良。
我们在制定焊接工艺时,能够抓住下面几个差不多要点:①烙铁头温度的治理②焊接基板、部品等表面状态的治理③焊剂的选择、效果衡量及作用另外,要做到良好的无铅手工焊,作为重要因素的使用工具方面,以下几个要点是必须考虑的。
2.1 使用热恢复性能优良的烙铁在无铅手工焊场合,烙铁头的温度势必要比焊料的熔点高出20~45℃,考虑到被焊元件本身的耐热性和稳定地进行焊接操作,烙铁温度最好设定在350℃~360℃范围,这是为了执行良好的手工焊接而采纳偏低温度的一种做法。
混合工艺之有铅锡膏与无铅BGA 的焊接北京德天泉机电设备有限公司 陶 鹏引言在当前表面贴装技术(SMT)中,我们对有铅无铅的混合焊接方式并不陌生,尤为代表性的是:有铅锡膏与无铅BGA 的焊接。
这也是我们今天所要介绍的主题与实际案例。
1. 从有铅与无铅的特殊性来分析,我们可以先看以下几点首先,从润湿性的角度看,我们先考虑焊料的特性:相对来说含铅焊料的表面张力较小;而无铅焊料的表面张力相对较大。
从其特性可以看出焊膏的流动性与实际焊接的润湿能力存在最直接的关系。
所以与锡铅或是普通的低熔点焊料合金相比,无铅焊料合金的润湿效果较差。
其次,我们从其本身的自我矫正的角度来看,与之润湿能力成正相关,以BGA 焊接为例,有铅BGA 的自我矫正(焊球对位)焊接能力明显强于无铅BGA 的自矫正能力。
再之,我们来看它们在可靠性方面的特点,对于无铅焊料合金的长期可靠性目前还没有定论,但其焊点在受力的情况下表现出较大的离散性而容易损伤,值得一提的是在所受应力较低的情况下,SAC 合金的可靠性能与SnPb 合金水平相当或者比它稍好。
针对这种混合制程的焊接方法,我们知道很多产品因为设计的需求或考虑其成本等各方面因素不可避免的采用有铅无铅混做的方式对产品进行焊接加工,所以在可制造性方面形成了阻力,而各个厂家以及各类辅材供应商也就此做出了针对性的试验与改良。
2. 下面,我们通过针对有铅制程无铅BGA 的实际焊接过程进行详述(1)通常我们使用的锡铅焊膏的回流温度范围在215-235℃。
(2)BGA 焊球SAC 合金的回流温度范围在235±5℃。
以上是我们在回流制程中的重要参数和基本条件。
我们调出在进行混合制程生产过程中曾出现过的问题标本: 首先了解一下产品的相关基础数据:① PCB 为四层板,厚度1.6mm,长宽210*185mm,PCB 表面处理采用浸锡工艺;② BGA(SAC)尺寸27*27 225球,pitch1.5mm;(如图2.1,图2.2) U n R e g i s t e r e d图2.1图2.2③ BGA 在PCB 中心偏右2-3cm 位置;(PCB 入厂无变形和划伤,BGA 外观检验合格)④ 使用的焊膏:铟泰锡铅SP8系列,推荐120-175恒温60-120秒,215-235回流45-90秒;⑤ 回流焊:八温区 热风 非氮气 ;⑥ 工艺参数:120 140 160 180 190 220 245 255 链速68cm/min;(上下温区温度一致)温度测量:Profile 测温板针对BGA 做底部的热偶采点;测试数据: Peak --228℃ >217℃--32秒;其它数据都均在锡膏Datasheet 工艺窗口范围内。
SMT无铅化工艺一.无铅焊料:与传统的含铅焊料相比,无铅焊料的原理就是由一些合金混合物来替代原有的铅,其特点就是这种合金的熔融温度要略高于含铅焊料。
以Sn/Ag合金为例,其熔融温度为221摄氏度,高于含铅焊料的熔融温度183摄氏度,而另一些无铅焊料Sn/Ag/Cu熔点为218摄氏度、Sn/Ag/Cu/Sb熔点为217摄氏度。
二.无铅焊接工具:无铅焊接工具与以往含铅焊接相比,生产设备方面不会有太多的改变,而对于返修工艺来说,将面临更大的挑战。
如前段无铅焊料中,已提及无铅焊料的原理就是由一些合金混合物来替代原有的铅,而这些合金材料的成分中Cu的使用最多。
Cu是易氧化物,其氧化物CuO2与Cu相比硬度降低,就如同氧化铁(铁锈)。
一旦无铅焊料中的Cu在焊接过程中焊接时间过长,就容易造成被氧化,最终会成为产品质量的缺陷。
由此可以得出结论,焊接过程越短,焊接质量就越为可靠!在目前市场上有多款面向于无铅焊接领域的烙铁,对此做出了一个实验以下是2个试验条件和结果:1. 4种烙铁头的温度都设在329Co,每个烙铁头连续完成10个焊点,每个焊点的温度达到同样的温度232Co时,完成下一个焊点。
当10个焊点都完成后,记录每种烙铁所用的全部时间如下:METCAL——150秒 PACE——204秒WELLER——245秒 HAKKO——316秒该试验表明,METCAL烙铁所用时间最短,说明其功率输出效率高,比HAKKO的速度快一倍以上。
2.如果使这4种烙铁都保持同样的焊接速度,即使每一个烙铁所用时间都保持在150秒,其它烙铁就必须升高烙铁头的温度,而METCAL烙铁仍维持329Co的温度不变:METCAL——150 秒——329 Co PACE——150 秒——349 CoWELLER——150 秒——380 Co HAKKO——150 秒——409 Co我们可以得出结论,Metcal SP200的升温速度比其它至少快25%,而比Hakko926ESD则要快一倍以上。
各种工艺工序的原理工艺参数和调整ENGINEERING& MANAGEMENTCONSULTING SERVICES•DFM基本概念•DFM的一些机理•主要DFM规范和案例•重要的一些DFM规则以上的生产问题可以通过设计来解决!返修是标准流程!21个工艺设计问题!引脚多偏长(2~3mm)标准: 1~2.5mm许多粗大焊点焊盘和布局是设计关键技术!铜合金基材(镀金)42合金基材(镀SnPb)可以来自…1. 封装设计波流大器件在前大器件在后您需要有设计规范!利用铜线导流加强建议使用在焊接面。
或应朝器件面)而逐步增加热点胶丝印有助于形成大焊点不良孔径比弱焊点05101520250.2I n c o m p l e t e f i l l r a t e %焊点太小S 的参考数据:> 1.2> 0.8> 0.8> 0.40.5~3mm 0.3~0.5mm 桥接CONSULTING SERVICES多引脚器件向= 容易连锡的SOP SSOP VSOPPLCC QFP为什么需要许多不同的设计?封装标准是业界一个没有解决的问题!离开波的一端板边可以加盗锡条测试点兼盗锡盘< 2.5 mmX YX Y无‘盗焊盘’无拉锡作用桥接桥接无桥接大孔不电镀既要定性,也要定量!ENGINEERING & MANAGEMENTCONSULTING SERVICES含量较高熔点温度较差润湿性较高的金属溶蚀性防潮问题抗热问题助焊问题焊接时间问题残留物问题较低的金属密度ENGINEERING& MANAGEMENTCONSULTING SERVICES材料的兼容性FeSn2造成桥接PCB留空设计润湿不足空气环境氮气环境SnCuNi, VOC-free SnCuNi, AlcoholSnCuNi, Alcohol SnCuNi, VOC-free240o C250o C260o C连锡桥接高的温度260o C270o C焊点裂痕许多传统不存在的问题ENGINEERING& MANAGEMENT CONSULTING SERVICES。
一般无铅波峰焊零件耐温要求
(原创版)
目录
一、无铅波峰焊的概念与特点
二、无铅波峰焊零件的耐温要求
三、无铅波峰焊温度设置的条件与规范
四、无铅波峰焊的使用寿命与维护保养
正文
一、无铅波峰焊的概念与特点
无铅波峰焊是一种在电子制造行业中广泛应用的焊接方式,其主要特点是使用无铅焊料进行焊接。
与传统的有铅波峰焊相比,无铅波峰焊具有环保、高效、可靠等优点,因此在现代电子产品制造中得到了广泛应用。
二、无铅波峰焊零件的耐温要求
无铅波峰焊零件的耐温要求取决于所使用的材料和焊接过程的参数。
一般来说,无铅波峰焊的焊接温度较高,通常在 250-260 摄氏度之间。
然而,具体的耐温要求应根据所使用的 PCB 板、锡条和助焊剂等材料来确定。
此外,零件的耐温要求还应考虑到产品的使用环境和电气性能等因素。
三、无铅波峰焊温度设置的条件与规范
无铅波峰焊的温度设置应根据所使用的 PCB 板、锡条和助焊剂供应商提供的温度、时间等性能数据作为参考。
同时,还需要考虑锡的流动性、链速及实际上锡效果等因素。
一般来说,无铅波峰焊的温度曲线分为预热、焊接和冷却三个阶段。
预热阶段的温度设置要根据所使用的助焊剂制程界限来确定,焊接阶段的温度一般在 250-260 摄氏度之间,冷却阶段的温度则应根据零件的耐温要求来设定。
四、无铅波峰焊的使用寿命与维护保养
无铅波峰焊的使用寿命与设备本身的质量和维护保养密切相关。
为了延长无铅波峰焊的使用寿命,应定期对其进行维护保养,包括清洁设备、检查电气连接、更换易损件等。
此外,还应根据设备的使用情况进行定期的校准和维修,以确保其性能稳定可靠。
中温无铅锡膏回流焊曲线
中温无铅锡膏回流焊曲线通常包括以下三个区域:
1. 预热区:此区域的目标是使锡膏从室温上升到开始熔化的温度。
具体时间需要控制,以避免因加热速度过慢而导致锡膏无法充分熔化,或因加热速度过快而造成元器件受损。
2. 快速加热区:在这个区域,温度迅速上升,从180℃迅速上升到焊膏的熔点(217℃)。
这个区域的加热速率应该大于2℃/s,以保证锡膏合金迅速升至焊接温度。
3. 回流区:在这个区域,焊膏熔化成液态,并迅速润湿焊盘。
随着温度进一步升高,焊料的表面张力降低,焊料沿着元件引脚爬升形成弯月面。
此时,焊料中的锡与PCB焊盘上的铜形成金属间化合物,锡原子和铜原子在其界面相互渗透。
国家标准-》无铅波峰焊接通用工艺规范ICS 31(180L 30 备案号:23055--2008 J国中华人民共和国机械行业标准JB,T 7488—20087488—1 994 代替JB,T无铅波峰焊接通用工艺规范for lead-free General technological specification wavesoldering 2008(07(0 1实施 2008(02(0 1发布员会发布中华人民共禾口国国家发展和改革委JB,r 7488-一2008目次前言( ( ( ( (( ( ((( (( ( ( ( (( ( ( ( (( ( (( ( ( IIl1 范[1| ( ( (( ( ( ( ( (( ( (((12规范性引用文件 ( ( ((1 3术语和定义 ( ((1 4无铅波峰焊接工艺要求?? 3 4(1无铅波峰焊对无铅焊料、印制电路板等关键原材料的要求 3 4(2无铅工艺对波峰焊设备的要求一5 5无铅波峰焊接的工艺流程和工艺控制 (5 5(1无铅波峰焊接的一般工艺流程 ( ( ( 5 5(2无铅波峰焊接的工艺控制 6 6无铅波峰焊接电子组装件产品的质量检验 7 6(1 无铅波峰焊接电子组装件的焊接质量要求 7 6(2无铅波峰焊接焊点的质量要求 7 附录A(资料性附录)无铅波峰焊接常见的主要缺陷11 与对策1A(1焊料球 ( (I1A(2桥连 ( ( (( ( ( ( (1A(3漏焊(不润湿) ( ( ( 12 A(4拉尖 ( ( ( ( ( ( ( 12A(5焊缝起翘与焊盘起翘 ( ( ( ( 13 A(6表面粗糙与裂纹, 14 图1无铅波峰焊接温度曲线示意图 7 图2无铅焊点的润湿角示意图 8图4满足可接受条件的金属化孔图3满足目标条件的金属化孔填充 8填充 ((8 图5 iL壁表面的焊锡润湿不良 ( (9 图6满足目标条件一1,2,( (9 图7满足可接受条件一1,3级2,3级 10网8满足1级要求,2,3级为缺陷一10I 图A(1元件上的焊料球 (1 图A(2器件引脚间的焊料球 I】图A(3元件端头问的桥连 12 图A 4器件引脚之问的桥连 ((125 图A E?制电路板焊盘无焊料 12 图A(6元件端头无焊料 12 图A(7元件端头焊料拉尖 13 图A(8印制电路板焊盘焊料拉尖 13 图A(9焊料与焊盘问局部翘起13 图A(10 焊料与焊盘问翘起 ( 13(IB厂r 7488--20081 图A(1 焊盘与印制电路板之间分离 (13 图A(12无铅焊点表面上的粗糙与裂纹 (14 表1在电子产品生产中推荐使用下列的无铅焊料合金 3 表2无铅印制电路板焊盘表面镀(涂)( 一4 表3无铅元器件焊端表面镀层层4表4带引脚的金属化孔一焊接最低可接受条件 9 表5检查用的放大倍数(焊盘宽度) 10117488--2008 JB,T舀刚本标准代替JB,T 7488一1994《波峰焊工艺规范》。
无鉛焊锡手焊接作業標準1.目的为确保手焊接的QCD而制定此標準。
2.適用範囲适用于日本実装、番禺实装的后工程和回流炉后修理工位。
3.内容1)使用烙铁WELLER WSD81(80)对于熱容量小的基板(FPC等)可用白光942。
2)烙铁头的选择因为焊锡的融点上昇了、浸润性差了,因此要求烙铁头的温度要高、但是又要考虑到部品的耐熱性和松香的耐熱性,所以不能提高設定温度,而只能通过提高加熱効率来弥补。
所以选择与部品和基板的接触面大的烙铁头很重要。
而且,焊接时,若是干的烙铁头,它的接触面很小,所以又要求必须先用焊锡将烙铁头先润湿。
3)使用焊锡和助焊剂①使用在一般的焊接中浸润性好的アルミットSR-34LFM48φ0.38~0.65②在容易起锡尖的地方(回流炉后修理工位等)要使用松香耐熱性能良好的ニホンゲンマNP303DHB-RMA3φ0.3~0.65③助焊剂要使用有濃度管理的L-354)使用烙铁头的温度①烙铁头的温度設定按QC工程图中的规定执行。
②没有规定的话,烙铁头的温度要在280℃~360℃的範囲内。
尽量选用大的烙铁头,设定温度设得低一些,这样的话,松香的劣化会少,作業性会好。
5)烙铁头的温度測定①烙铁头的温度測定要使用热敏电阻式测量仪。
如白光192等②在热敏电阻上加少量新鲜的焊锡、在热敏电阻和烙铁头都浸润的状態下测量。
6)烙铁头的氧化①使用无鉛焊锡的烙铁头容易氧化,因此在将烙铁头放回到焊台上时,一定要有焊锡在烙铁头上。
②对于已被氧化的烙铁头,可以使用活化剂(WELLER、烙铁头浸润復活剤)。
③若是WELLERWSD81的话,可以打开退进功能(不用的时候降到150℃)按住UP键的同时打开POWER”直到显示ON”为止。
具体可参照使用说明书。
4.参考影响烙铁加熱性能的項目1)发热管的発熱量(瓦数)发热量大的好2)熱検出位置离烙铁头近的好3)传到烙铁头的热量由加热管到烙铁头之间的距離、材質、粗细决定4)加热管的通電方法(软件)周期、電流値、通電時間5)从烙铁头传到部品・基板的伝熱量由烙铁头与基板・部品之间的接触面積决定*白光942的3)、2)、4)项比不上WELLER。
电路板厂与线路板厂家都说无铅焊接对板材要求高线路板厂家与电路板厂都统一意见了,欧盟RoHS法令已从2006.7开始执法,虽说禁用物质共有六项,但对PCB与CCL所造成的影响,其实却只有无铅焊接而已。
FR-4板材中所惯用的阻燃剂(Flame Retardent)四溴丙二酚(Tetra─Bromo─Bisphenol A;早期此词一向简称为TBBA,不知为何最近又流行起TBBPA了),事实上并不属于RoHS所明文指出的多氯联苯PBB与多溴二苯醚PBDE等两项毒害物质。
不过的确有某些欧盟国家(如瑞典等)与日本等仍在搅局,想要从板材中彻底废除所有的溴化物,幸好目前IPC与多数国家业界尚不认同这种陈义过高的极端做法。
无铅焊接由于热量(Thermal Mass)大增,也就是焊料熔点比有铅者上升34~44℃(例如SAC或SCN),且熔点以上的历时(Time Above Liquidus;TAL)也多出约50秒。
此等火上浇油所加成的负面效果,使得组装过程中不但零组件遭创颇巨,且受热面积最大的板材尤其受害最深。
通常小面薄形多层板所幸内外温差较少,且又在PCB制程的良好管控下,其外观可见到的爆板尚不致太多。
然而厚大多层板与厚铜兼厚板者所受到的灾难则惨不忍睹矣!如此前所来见的痛苦,一时还很难从强热中毫发无伤全身而退。
加以板材除了必须具备耐强热之品质外,其它如机械强度、电气特性、耐化性、与制程匹配性等亦均不可牺牲;是故不可能从树脂配方与板材的制作中全数加以改善。
经验中迁就某一项性能时,一定会对其他质量带来若干负面影响。
天下没有万能的CCL,只能就需求的优先程度而取决其改善的方向。
二、板材规范新增品项与Tg的影响无铅焊接的强热一定会对CCL覆铜板的三成员(铜箔、树脂及玻纤布)分别造成影响,其中尤以树脂部份所受到的折磨最大。
现将其全面性的内容要式整理成两个表格以供参考。
板材树脂在加热升温过程中,某些聚合不足的小分子、挥发物,以及某些高沸点溶剂等将逐渐逸走,此时树脂会呈现失重现象,进而造成树脂基体(Matrix)的多处小裂口。
浅析无铅焊接工艺技术
无铅焊接工艺技术是一种环保型的焊接方式,相比传统的铅焊接工艺,无铅焊接工艺技术具有更多的优点。
本文将从无铅焊接工艺的特点、应用领域和发展趋势等方面进行浅析。
无铅焊接工艺技术的特点主要有以下几点。
无铅焊接工艺技术相对铅焊接工艺更加环保,不会产生铅污染,对于环境保护具有重要意义。
无铅焊接工艺技术的焊接接头质量更好,无铅焊料具有良好的润湿性和湿润性,可以提高焊接接头的可靠性和稳定性。
无铅焊接工艺技术在电子设备制造领域具有广泛的应用,逐渐取代了铅焊接工艺,成为主流的焊接方式。
无铅焊接工艺技术的应用领域主要有电子设备制造、汽车制造、航空航天等高端制造领域。
在电子设备制造领域,无铅焊接工艺技术可以保证电子产品的质量和可靠性,对于提高产品的性能有重要作用。
在汽车制造领域,无铅焊接工艺技术可以提高汽车的安全性和耐用性,对于提高汽车的质量有重要作用。
在航空航天领域,无铅焊接工艺技术可以保证航空航天产品的质量和可靠性,对于提高航空航天产品的性能有重要作用。