无铅焊料及相应工艺
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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》。
无铅焊接工艺技术1.无铅焊接技术的发展趋势在传统的电子产品焊接工艺中,普遍都是使用含铅焊料,以至于大量的铅毒存在于我们日常使用的电子产品中。
由于铅及其化合物属剧毒物质,容易污染地下水及土壤,给人类的生存环境带来严重危害,特别是对儿童的脑发育。
随着电子工业的快速发展,被废弃的电器制品将逐年增多,电子工业中电路板焊接使用的焊料几乎都含有铅。
其污染地下水和土壤,成为环境问题,近年来已引起人们的特别关注,特别是在发达国家。
(1)欧洲议会决议:欧洲电子工业计划在2004年1月全面禁止含铅焊料的使用,在公元2004年欧美将全力导入无铅锡膏的制程。
(2)日本NEC、SONY、松下、富士通、东芝等大型电子厂家在公元2000年已开始导入无铅锡膏的制程。
(3)在中国,由于很多电子厂家是做欧美及日本的OEM订单,越来越多地被他们的客户要求使用无铅焊料。
(4)同时更多的公司在申请ISO14000认证时,都被要求使用对环境无害的原料和技术。
(5)在环境保护这个大前提下,法规和市场因素将起着更直接的作用。
中国在加入WTO以后,也必将响应、加强世界环保条约。
因此,出于对环保的考虑,铅在21世纪将被严格限用。
未来的市场发展趋势是使用含铅焊料的电子产品将无法进入国际市场。
对于电子组装企业来说,无铅焊接技术的应用已经是摆在面前必须解决的现实问题。
2.无铅焊接技术的工艺特点无铅焊接工艺与传统Sn-Pb合金焊接工艺不同。
如熔点在183℃的Sn/Pb含铅焊料,其完全液化温度在205~215℃之间;一般PCB允许的最高温度在230~240℃。
采用无铅焊接工艺,因所使用的无铅焊料(目前已开发出来的)大多数合金熔点比传统的63Sn37Pb合金高40℃左右,熔点温度在195℃~227℃之间,完全液化温度在240℃~250℃之间,这就意味着回流焊必须在更高的温度下进行;而PCB允许的最高温度必须保持不变,否则会超过PCB的材质许可温度(240℃),使PCB 损坏。
PCB电路板有铅与无铅工艺的区别1.材料选择:有铅工艺中,焊接使用的主要材料是含有铅的焊料。
而无铅工艺中,焊接使用的主要材料是不含有铅的焊料。
无铅焊料常用的成分包括锡、银、铜等。
2.熔点差异:有铅焊料的熔点较低,一般在183°C左右。
而无铅焊料的熔点较高,一般在217°C左右。
因此,在无铅工艺中,焊接的温度需要更高。
3.环境友好性:无铅工艺主要是为了减少对环境的污染,铅是一种对环境和人体有害的金属,所以近年来各国纷纷提倡无铅工艺的应用。
相比之下,有铅工艺会产生有害废料和废气,对环境造成更大的危害。
4.焊接质量:无铅工艺相对于有铅工艺来说,焊接质量更好。
因为无铅焊料形成的焊点通常比较薄而均匀,能够实现更高的焊接密度。
而有铅焊料容易形成焊锡球、焊墨、焊渣等焊接缺陷。
5.焊接工艺调整:由于无铅工艺的熔点较高,需要重新调整焊接工艺。
在无铅工艺中,需要将焊接温度和焊接时间加大,以保证焊接点的质量。
6.实施成本:无铅工艺相对于有铅工艺来说,实施成本更高。
首先,无铅焊料的成本较高。
其次,因为无铅焊料的熔点较高,需要使用更高效的焊接设备,增加了设备投资成本。
总体而言,无铅工艺相比有铅工艺具有更多的优势,尤其是在环境友好性和焊接质量方面。
目前,越来越多的电子产品制造商选择无铅工艺作为电路板制造的首选。
然而,无铅工艺也带来了一些新的挑战,如在焊接温度调整和设备升级方面的问题。
因此,在实际应用中,制造商需要综合考虑产品特性、成本和生产效率等因素,选择适合的工艺。
一、锡膏丝印工艺要求1、解冻、搅拌首先从冷藏库中取出锡膏解冻至少4小时,然后进行搅拌,搅拌时间为机械2分钟,人手3分钟,搅拌是为了使存放于库中的锡膏产生物理分离或因使用回收造成金属含量偏高使之还原,目前无铅锡膏Sn/Ag3.0/Cu0.5代替合金,比重为7.3,Sn63/Pb37合金比重为8.5因此无铅锡膏搅拌分离时间可以比含铅锡膏短。
2、模板不锈钢激光开口,厚度80-150目(0.1-0.25mm)、铜及电铸Ni模析均可使用。
3、刮刀硬质橡胶(聚胺甲酸酯刮刀)及不锈钢金属刮刀。
4、刮刀速度\角度每秒2cm-12cm。
(视PCB元器件大小和密度确定);角度:35-65℃。
5、刮刀压力(图一)1.0-2Kg/cm2 。
6、回流方式适用于压缩空气、红外线以及气相回流等各种回流设备。
7、工艺要求锡膏丝印工艺包括4个主要工序,分别为对位、充填、整平和释放。
要把整个工作做好,在基板上有一定的要求。
基板需够平,焊盘间尺寸准确和稳定,焊盘的设计应该配合丝印钢网,并有良好的基准点设计来协助自动定位对中,此外基板上的标签油印不能影响丝印部分,基板的设计必需方便丝印机的自动上下板,外型和厚度不能影响丝印时所需要的平整度等。
8、回流焊接工艺回流焊接工艺是目前最常用的焊接技术,回流焊接工艺的关键在于调较设置温度曲线。
温度曲线必需配合所采用的不同厂家的锡膏产品要求。
二、回流焊温度曲线本文推荐的无铅回流焊优化工艺曲线说明(如图二):推荐的工艺曲线上的四个重要点:1、预热区升温速度尽量慢一些(选择数值2-3℃/s),以便控制由锡膏的塌边而造成的焊点桥接、焊球等。
2、活性区要求必须在(45-90sec、120-160℃)范围内,以便控制PCB基板的温差及焊剂性能变化等因数而发生回流焊时的不良。
3、焊接的最高温度在230℃以上保持20-30sec,以保证焊接的湿润性。
4、冷却速度选择在-4℃/s。
回流温度曲线如下:(图二)图二中红色曲线推荐对焊点亮度要求的客户回流曲线湿度变化说明:1、焊锡膏的焊剂在湿度升至100℃时开始熔化(开始进入活性时期),焊锡膏在活化区的主要作用是将被焊物表面的氧化层去掉,如果活性区的时间过长,焊剂会蒸发挥过快,也会造成焊点表面不光滑,有颗粒状。
无铅锡基焊料是一种替代传统铅锡焊料的环保型焊接材料,其成分中不含铅等有害物质,因此具有更高的环保性能和安全性。
无铅锡基焊料具有优良的润湿性和流动性,能够满足各种焊接工艺的要求。
它的熔点较低,可以在较低的温度下进行焊接,从而减少对电子元器件的热损伤。
此外,无铅锡基焊料还具有良好的机械性能和电气性能,如抗拉强度、伸长率、疲劳寿命等。
与传统的铅锡焊料相比,无铅锡基焊料具有以下优点:无毒无害、环保性能优越;焊接效果好,接头强度高;具有良好的抗氧化性和耐腐蚀性;适用于各种焊接工艺和材料。
在应用方面,无铅锡基焊料广泛应用于电子、电器、通讯、汽车等领域。
在电子领域中,无铅锡基焊料主要用于电子元器件的焊接、电路板的连接等。
在电器领域中,无铅锡基焊料用于各种电器的生产过程中。
在通讯领域中,无铅锡基焊料用于通信线路的连接和设备制造。
在汽车领域中,无铅锡基焊料用于汽车零部件的焊接和制造。
总之,无铅锡基焊料作为一种环保型焊接材料,具有广泛的应用前景和市场需求。
随着环保意识的不断提高和技术的不断进步,无铅锡基焊料将会得到更广泛的应用和发展。