无铅手工焊接

线路板装配中的无铅工艺应用原则电子装配对无铅焊料的基本要求无铅焊接装配的基本工艺包括: a. 无铅PCB制造工艺; b. 在焊锡膏中应用的96.5Sn/3.5Ag和95.5Sn/4.0Ag/0.5Cu共晶和近似共晶合金系统; c. 用于波峰焊应用的99.3Sn/0.7Cu共晶合金系统; d. 用于手工焊接的99.3Sn/0.7Cu合金系统。

尽管这些都是可行工艺, 但具体实施起来还存在几个大问题, 如原料成本依然高于标准Sn/Pb工艺、对湿润度的限制有所增加、要求在波峰焊工艺中保持惰性空气状态(要有足量氮气)以及可能将回流焊温度升到极限温度范围(235～245℃之间)而提高了对各种元件的热性要求等等。

就无铅替代物而言, 现在并没有一套获得普遍认可的规范, 经过与该领域众多专业人士的多次讨论, 我们得出下面一些技术和应用要求:1.金属价格许多装配厂商都要求无铅合金的价格不能高于63Sn/37Pb, 但不幸的是现有的所有无铅替代物成本都比63Sn/37Pb高出至少35%以上。

在选择无铅焊条和焊锡丝时, 金属成本是其中最重要的因素; 而在制作焊锡膏时, 由于技术成本在总体制造成本中所占比例相对较高, 因此对金属的价格还不那么敏感。

2.熔点大多数装配厂家(不是所有)都要求固相温度最小为150℃, 以便满足电子设备的工作温度要求,最高液相温度则视具体应用而定。

波峰焊用焊条: 为了成功实施波峰焊, 液相温度应低于炉温260℃。

手工/机器焊接用焊锡丝: 液相温度应低于烙铁头工作温度345℃。

焊锡膏: 液相温度应低于回流焊温度250℃。

对现有许多回流焊炉而言, 该温度是实用温度的极限值。

许多工程师要求最高回流焊温度应低于225～230℃, 然而现在没有一种可行的方案来满足这种要求。

人们普遍认为合金回流焊温度越接近220℃效果越好, 能避免出现较高回流焊温度是最理想不过的, 因为这样能使元件的受损程度降到最低, 最大限度减小对特殊元件的要求, 同时还能将电路板变色和发生翘曲的程度降到最低, 并避免焊盘和导线过度氧化。

O U TION职业一、电子制造业实施无铅焊接技术的紧迫性1.铅污染的危害铅是一种多亲和性、对人体有毒的物质,主要损害人的神经系统、造血系统、血铅和消化系统,铅中毒也是引发白血病、肾病、心脏病、精神异常的重要因素之一。

铅毒不仅对水污染,而且对土壤、空气均可产生污染,一旦环境产生严重铅污染,其治理的难度很大、周期甚长、经费支出巨大。

电子制造业中大量使用的锡铅合金焊料(S n/Pb)是污染人类生存环境的重要根源之一。

2006年7月1日欧盟全面实施R O HS 指令,即《禁止在电子电气产品中使用某些有毒有害物质的法规》,我国也在2007年3月1日实施“电子信息产品污染控制管理办法”,电子制造无铅化已成为不可逆转的潮流。

实现电子制造的全面无铅化,以减少环境污染,提升绿色制造竞争能力,以适应国内外市场对绿色电子产品的需求,是电子制造业2007年势在必行的举措。

2.电子制造业推行无铅技术的几个途径R OHS 指令中无铅的规定要求产品的每一部分不论大小都不能超过0.1%含量的铅,这就要求制造的全过程实施无铅化,具体包含以下几项:(1)焊料的无铅化。

焊料的无铅化是电子制造无铅化的关键之一。

目前世界上无铅焊料主要有:锡银系(S n/Ag);锡铋系(Sn/Bi);锡铜系(Sn/Cu);锡锌系(S n/Zn);锡锑系(S n/S b)。

它们与有铅焊料的特性比较见表1。

(2)元器件及PC B 无铅化与电子整机制造无铅化同步。

电子整机制造中不仅要对插装(THT )和表面安装(S MT )后的印刷电路板做无铅焊接,而且要求电子元器件和印刷电路板做无铅化处理。

国际上一些大的电子元器件厂商开始生产无铅电子元器件。

我国的电子元器件厂家和印制电路板厂家也应适应世界无铅化潮流,做到电子元器件/印刷电路板无铅化。

(3)焊接设备的无铅化。

焊接设备主要有波峰焊机和再流焊机。

要求在电子制造中采用无铅焊接设备,取代现有的有铅焊接设备。

二、无铅焊接技术的教学实践我校于2004年开设电子制造技术专业,主要为中小电子企业培养从事物料采购、物料管理、品质管理、产品工艺开发、生产制造和测试等中间领域的技术骨干力量,为适应形势的发展,我校于2005年组建无铅波峰焊生产线一条和S MT 生产线一条,主要配有电脑控制无铅双波峰焊锡机L F300一台,送板机一台,收板机一台,切板机一台,松香喷雾器G-20一台,全自动激光型贴片机G-L30一台,全热风计算机控制无铅回流焊锡机L F808一台,锡膏搅拌机G-188一台。

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。

无铅合金的手工焊接手工焊接可以使用哪些无铅焊料合金和助焊剂？目前常用的无铅焊线有锡-银-铜(熔点 217-221C)，锡-银(熔点 221C) 以及锡-铜(熔点 227 C)。

三种合金全都具有免清洗、可水洗或松香配系，并能拉制成极为纤细的线径。

这些合金已用于无铅产品的手工装配，并与无铅合金相容。

无铅焊料合金需要使用温度较高的烙铁头吗？使用无铅焊线进行手工焊接并不一定需要较高的焊接温度，烙铁头温度处于 700-800 华式度之间即可进行正常焊接。

焊接人员会注意到熔湿速度比传统的 Sn63 焊料慢，此外还可能需要略长的接触时间才可以达到良好的焊接效果。

焊点终饰外观将会不同，终饰外观略为暗淡是上述无铅焊料的典型特点。

使用具有较高锡含量无铅焊料容易造成烙铁头腐蚀，因而可能需要较为频繁地更换烙铁头。

无铅 BGA 再加工时需要考虑的主要问题是什么？BGA 元件在除焊及焊接工艺流程中可经受较高的温度，锡-铅-铜的熔点为 217-221 摄式度。

局部过热可导致线路板损坏，在元器件放置时还会对 BGA 的可靠性造成损害。

应避免过度加热。

用于无铅焊接的性能优异的 BGA 再加工设备已经出现，通过在元件下方导引流量受控的空气或氮气，辅以良好的底侧，可以防止这种现象的出现。

无铅焊点再加工可以使用哪些助焊剂？无铅焊接与 Sn63 焊接并无不同。

助焊剂有免清洗、可水洗以及松香类型，可适应各种焊接和再加工工艺。

可水洗型助焊剂由于其较高的活化剂浓度而能实现更为有效的焊接，免清洗型焊剂传统上由较弱的有机酸制成，其焊接过程较慢，如果曝露于过度加热环境中则较易失活。

使用无铅焊料焊接时会产生较多的烟雾吗？用于无铅焊接并具有良好热稳定焊剂配系的新型焊剂已经出现。

这些焊剂在无铅工艺中可能采用的略高温度下并不分解。

手工焊接需要使用氮气吗？如果使用了用于无铅焊接的焊剂，则采用氮气辅助进行再加工并无必要。

优秀的焊料制造商都可以确保焊剂化学性质在较高的焊接温度下仍能保持活性。

手工焊接的烙铁温度设定Hessen was revised in January 2021手工焊接的烙铁温度设定(2010-05-25 08:24:27)一、手工焊接的原理：常见的手工焊接工艺就是通过烙铁头传热，熔化焊锡，来使焊接件（电子元器件等）与焊盘（被焊件）连接接合。

手工焊接要素：电源（焊台或烙铁）、加热体（发热芯）、烙铁头、焊锡、焊接件等；二、无铅焊接知识以前的焊锡是锡铅合金，如63/37（锡63%，铅37%），熔点为183度。

因铅对环境的有毒性，ROHS等法规规定电子产品中禁用。

所以出现了替代的无铅焊锡。

无铅焊锡相对有铅焊锡：1、熔点升高约34-44度；2、焊锡中锡含量增加了；3、上锡能力差（可焊性差），无铅焊锡的焊锡扩散性差，扩散面积差不多是共晶焊锡的1/3；三、手工焊接温度公式：焊接作业最适合的温度是在使用的焊锡的熔点+50度。

烙铁头的设定温度，由于焊接部分的大小，电烙铁的功率和性能，焊锡的种类和线型的不同，在上述温度的基础上还要增加X度（通常为100）为宜。

即为：烙铁头温度=焊锡熔点+50+X（损耗）。

如：有铅焊锡63/37常用焊接温度：183+50+100=333左右，无铅锡铜为：227+50+100=377度。

因为不同产品焊点大小、不同焊锡、不同环境及操作习惯等影响，此处X变化很大，所以焊接温度有从350-450的使用情况。

四、烙铁头损耗原理：烙铁头尖端结构大致为；铜-镀铁层-镀锡层，焊接时，加热的情况下，镀铁层会与焊锡中的锡之间发生物理化学反应，使得铁被溶解腐蚀掉，而且这个过程随着温度升高会加速。

所以，无铅焊接时，因为焊接温度普遍升高，同时焊锡中的锡含量也大幅度增加，于是烙铁头的寿命急剧减少。

五、无铅手工焊接常见问题：1、使用高温时，容易损坏元器件；2、烙铁或焊台热回复性不好的话，容易出现虚焊假焊，不良率增加；3、烙铁头氧化损耗增加；六、无铅手工焊接常见对策：1、使用无铅专用烙铁头（本身镀无铅锡，适当增厚镀铁层来延缓腐蚀，延长寿命，同时不影响导热）；2、使用无铅专用焊台（大功率、快速回温，使得温度更稳定，并能使用低温进行焊接）；七、无铅焊台知识：由焊接原理可知，焊接工艺是靠热量的传递来完成的。

无铅锡丝温度无铅锡丝温度无铅锡丝是用于电子元器件焊接的常用材料，其熔点低、流动性好、环保无污染，因此广受欢迎。

然而，不同型号的无铅锡丝其熔点也存在差异，需要我们在使用时掌握清楚。

下面将介绍关于无铅锡丝温度的相关知识。

一、无铅锡丝温度的分类1. 标准温度无铅锡丝的标准熔点为约217 ℃，常用于一般性的电子元器件的手工焊接。

若开发板较大，建议使用直径较大的无铅锡丝，以提高热传递效率，从而更加高效的完成焊接。

2. 低温度低温度的无铅锡丝一般熔点在210-215 ℃之间，可以降低焊接时元器件的温度，可以更好的保护电子元器件不被损坏。

但是，由于低温度的无铅锡丝流动性差，因此需要更加细心和耐心进行焊接。

3. 高温度高温度的无铅锡丝一般熔点在230-240 ℃之间，适用于高温元器件的手工焊接。

但由于高温度的无铅锡丝需要更高的热量才能熔化，因此使用过程中需要注意焊枪的温度控制，防止元器件受热过度。

二、选择无铅锡丝时需要考虑的因素1. 熔点不同类型的无铅锡丝熔点存在差异，需要根据实际情况进行选择。

如果焊接的元器件较小，一般可以选择标准温度的无铅锡丝；如果焊接的元器件需要更好的保护，可以选择低温度的无铅锡丝；如果焊接的元器件是高温器件，可以选择高温度的无铅锡丝。

2. 直径无铅锡丝的直径也会影响到焊接效果，一般焊接一般电子元器件时，选择0.5mm或0.6mm的直径即可；而焊接较大的元器件时，可以选择直径更大的无铅锡丝，比如1-2mm，可以快速传递热量，提高焊接效率。

3. 铅含量虽然无铅锡丝不含有铅，但是其中常常含有其他金属元素。

在选择无铅锡丝时，要查看其成分清单，避免因为成分不纯造成焊接效果不理想。

三、正确使用无铅锡丝的方法1. 控制温度无铅锡丝的熔点较低，因此使用时需要注意对于焊枪温度的控制，以免过度加热，热量传递过多导致元器件受损。

2. 保持通风使用无铅锡丝时，需要注意保持室内空气的流通性，避免焊接时产生的烟雾对人体产生不利影响。

1．无铅产品和含铅产品的区别片式钽电容器的无铅化是为了控制工业制成品在生产和使用及废品回收阶段中，生产电容器使用的材料中含有的对人体和环境会造成长远危害影响的有毒成分不能超过规定。

此规定的诞生是环境学家和医学家经过长达半个世纪的跟踪和实验，被大量实际证明的，一个过去被人类忽视的有害元素的最高容许含量的极限标准。

特别是铅对人类和所有生物的毒害性过去人类一直没有基本的正确认识，只是到现代医学发达到可以精确对细胞内部生物机理进行分析后才发现的秘密。

铅对人类的毒害是缓慢而持久的，非常容易被判断为普通的器质性病变。

无铅片式钽电容器指生产片式钽使用的原材料中含有的如下物质不能超过表中的极限值；六种危害物的重量极限含量[PPM]对于产品整体的化学危害物的含量必须符合；1．RoHs[限制危害物质的使用—欧盟官方指令2002/95/EC]的标准要求。

2．ELV[车辆报废—欧盟官方指令2000/53/EC]标准要求。

北京718厂目前生产的片式钽电容器包括无铅产品和含铅产品。

如果用户没有特殊提出要求，我们一般均提供无铅产品。

由于铅具有低熔点和易腐蚀及容易和其它元素发生反应的原因，因此，铅非常容易以气态和液态及化合物的形式通过各种方式悄悄进入人类的身体，而且会在生物体内沉积不能排除。

铅对人体的神经系统有非常强的毒害性，而且非常容易导致人类致癌。

含铅的片式钽电容器使用了含铅量达到10%的镍基金属框架作电容器的正负极引出极片，而且对使用的其它材料没有明确的化学杂质要求。

无铅的片式钽电容器使用了只含锡和铋及铜的镍基金属框架作电容器的正负极引出极片，其中含有的铋具有和铅类似的熔点和电阻率，一样可以和金属锡形成锡铋合金。

其共晶点和铅锡合金非常相近。

焊接性能与铅锡合金基本相同。

只是熔点要高20度左右。

其中锡含量小于97%，铋含量在2%左右，铜含量小于1%。

2．含铅产品和无铅产品的焊接条件由于铅锡合金的熔点要比锡铋合金的熔点低20度左右，因此，无铅元件的峰值焊接温度要比含铅元件峰值焊接温度高20度左右。