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回流焊接工艺及无铅技术要求回流焊接是一种常见的电子组装工艺，旨在通过在电路板上加热的同一区域内同时完成焊接和热残留的去除。
回流焊接工艺的目的是确保焊接质量，并尽量减少热应力对电子器件造成的损害。
无铅焊接是一种环保型的回流焊接工艺，旨在取代含铅焊料并减少对环境的污染。
下面将详细介绍回流焊接工艺和无铅技术要求。
回流焊接工艺通常包括以下几个步骤：预热、焊接、冷却和清洗。
首先是预热阶段，通过加热电路板上的焊盘和元件至预定温度，以准备焊接。
焊接阶段是回流焊接的关键步骤，焊盘和元件表面的焊膏会熔化并形成焊点。
在此过程中，需要控制好温度和焊接时间，以确保焊接的质量。
冷却阶段是将焊点迅速冷却至室温，以固化焊膏。
最后是清洗阶段，通过去除焊接过程中产生的流动剂和焊膏残留物，以使电路板达到可靠的电气和机械性能。
无铅焊接是对传统含铅焊接的替代方案，以减少对环境的污染和人体健康的影响。
无铅焊料通常使用锡和其他合金元素的组合，以替代传统含铅焊料。
由于无铅焊料的熔点较低和流动性相对较差，需要对回流焊接工艺进行调整。
以下是无铅焊接技术的一些要求：1.温度控制：无铅焊接的温度一般较高，通常在240-260摄氏度之间。
需要确保焊接区域的温度能够达到要求，并且在焊接过程中保持稳定。
2.施加力度：由于无铅焊料的流动性较差，需要增加施加于元件的重量，以确保焊盘和元件之间能够良好接触。
3.回流焊炉的设计：无铅焊接需要的温度较高，而焊炉的设计应考虑到这一点，以确保工艺的可行性。
4.元件的选择：无铅焊接对元件有一定的要求，不同的元件可能需要适用于无铅焊接的制造工艺。
5.环境和健康安全：无铅焊接强调环保和健康安全，需要遵守相关的法规和标准，并对焊接工艺进行有效的控制和监测。
总之，回流焊接是一种常见的电子组装工艺，无铅焊接是其环保型的变体。
为了确保焊接质量和减少环境污染，需要对回流焊接工艺进行调整，并且遵守无铅焊接技术的要求。
这些要求包括温度控制、施加力度、焊炉设计、元件选择以及环境和健康安全等方面。
毕业设计报告（论文）报告（论文）题目：无铅焊接工艺技术作者所在系部：电子工程系作者所在专业：电子工艺与管理作者所在班级：作者姓名：作者学号：指导教师姓名：完成时间： 2013年5月28日毕业设计（论文）任务书指导教师：教研室主任：系主任：摘要此论文写了无铅焊接工艺技术的产生定义和内容，以及特点；写了无铅焊料，以及无铅焊料的种类，包括Sn-Ag系、Sn-Zn系、Sn-Bi系、Sn-Cu系等等；写了无铅焊接工艺技术的工艺流程，即其工艺的五个步骤，并写了在此基础上产生的新的工艺与设备的应用；写了无铅焊接的常见缺陷“黑盘”现象、表面裂纹（龟裂）、焊点剥离、晶须、离子迁移、元素污染等等，重点研究了“黑盘”现象、表面裂纹（龟裂）、焊点剥离的产生现象，产生机理以及解决措施。
关键词无铅焊接工艺技术工艺流程设备无铅焊料无铅焊接常见缺陷目录第1章绪论 (4)1.1无铅焊接工艺技术的产生 (4)1.2无铅焊接工艺技术的定义 (5)第2章无铅焊料 (6)2.1无铅焊料的提出与发展阶段 (6)2.2无铅焊料的要求 (7)2.3无铅焊料的种类 (7)2.3.1 Sn-Ag系列 (7)2.3.2 Sn-Zn系列 (8)2.3.3 Sn-Bi系列 (8)2.3.4 Sn-Cu系列 (9)2.4无铅焊料的国内外现状 (9)2.5无铅焊料的问题 (10)第3章无铅焊接工艺流程 (11)3.1工艺流程简介 (11)3.1.1 无铅焊接的现状 (11)3.1.2无铅焊接的特点和对策 (12)3.1.3无铅工艺对助焊剂的挑战 (12)3.1.4氮气在焊接中的工艺应用 (14)3.2无铅焊接工艺的五个步骤 (14)第4章无铅焊接工艺技术与设备 (16)4.1无铅焊接工艺技术的特点 (16)4.2新的无铅焊接工艺及设备 (16)4.2.1 元器件及PCB板的无铅化 (16)4.2.2 焊接设备的无铅化 (16)第5章无铅焊接常见缺陷以及解决措施 (21)5.1缺陷的种类 (21)5.2“黑盘”现象 (21)5.2.1 产生此现象的表现 (21)5.2.2 产生机理 (22)5.2.3 解决措施 (23)5.3表面裂纹（龟裂） (23)5.3.1 产生此现象的表现 (23)5.3.2 产生机理 (25)5.3.3 解决措施 (26)5.4剥离 (26)5.4.1 产生此现象的表现 (26)5.4.2 产生机理 (27)5.4.3 解决措施 (28)第6章结论 (29)致谢 (30)参考文献 (31)附录 (32)无铅焊接工艺技术第1章绪论1.1 无铅焊接工艺技术的产生现在的板卡设备上的芯片，都是通过芯片的封装下面的小焊点和PCB板连接的。
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。
双面板焊接工艺2012-07-26和单面的Reflow 条件基本没有差异，但是第一面的比较重的零件要点胶,另外有些PTH 零件要考虑其他的置件方法第一次过炉的（B面）优先是Chip类轻，短小型的零件的一面，第二次过炉的（A面）应该是BGA，接口等比较体积大，分量重类型的零件一面。
普通双面板OSP工艺，两面锡膏我们生产的双面板，使用的OSP工艺，两面锡膏（有高密度0.65间距的IC，要求平整度，不建议喷锡工艺），回流温度255，使用的无铅305锡膏。
目前存在的问题是：通孔上锡个别孔，约30%的孔上锡不能满足75%；老板认为波峰还有调整的空间在里面；我认为目前行业OSP的局限性就存在着，好的高一代的药水价格偏高，可以解决这个问题，但涉及生产成本势必抬高PCB的价格。
请业界高手讨论。
注：1.我的DOE实验：拿空板做，一次锡膏，两次锡膏，不过回流，然后一块拿到波峰上过，效果很明显有差异；这是否可以说明：目前行业内，OSP自身的耐高温性，及耐高温次数尚未有突破？-----我也咨询OSP高工，及PCB厂家，目前大面积的一般价格低廉的OSP药水还达不到双面锡膏的要求；2.09年4月曾经做过小日本DZ的板（一面锡膏，一面红胶），当时小日本从DZ拿过来的板，我第一时间就注意到其板的通孔上锡也有一些（较低比例10%）不良，就提出过这个问题。
当时我厂生产时使用的为0507的锡条，上锡不良出现比例稍大于DZ的，老板叫更换305的锡条，但上锡效果仍无多大改善；请来的日本波峰专家在这里调试了几天，也没什么改变，曾怀疑助焊剂，也换过；助焊剂的量也调整过，也曾用牙刷蘸取助焊剂直接刷到相关孔里面，使用的也是新劲拓波峰设备；总之没有什么改变，即没有改善上锡效果，后来经沟通可以接受。
双面回流+波峰焊工艺我这里同一条波峰，都是双面锡膏板(305的锡膏，回流焊温度255）1.使用双面OSP的板，每一块PCB上总是有10--20%的通孔上锡，达不到75%的通孔上锡高度；注：两面的焊接能保证，回流后到波峰的时间都小于24小时；问题是通孔上锡不能完全保证；2.使用双面喷锡工艺的板，不怎么调试就可以满足通孔上锡高度，即100%的孔100%的上锡高度。
无铅焊接：实施无铅制造本文将描述怎样开始无铅生产、检测工艺过程和对整个工艺作必要的改变...。
无铅制造(Lead-Free Manufacturing)对于一个无铅工艺，必须着手几种考虑，必须建立一定的条件。
首先，一些设备选项和不同的材料可以改进工艺，这些必须在开始无铅焊接之前准备好。
例如，在波峰焊接中，焊锡必须更换。
其次，开始无铅工艺要求一个好的计划，关键问题必须提出，如“我们可能遇到什么焊接缺陷？”“接受与拒绝的标准是什么？”和“在焊锡中允许什么水平的污染？”回流焊接设备(Reflow Soldering Equipment)助焊剂流动管理在无铅回流焊接中，无铅焊锡影响工艺温度，因此影响到加热温度曲线。
由于较高的温度与不同的锡膏化学成分，在焊接期间，不同的残留物将蒸发。
为了以较低的维护停机时间保持机器的清洁，将需要一个适当的助焊剂流动管理系统。
该系统必须在开始无铅回流焊接工艺之前安装与测试(图一)图一、助焊剂流动的管理防止污染进入冷却区受控的冷却达到优化的温度曲线在无铅焊接中推荐一个受控的冷却系统，因为一旦炉子具有适当的冷却能力，液化以上的时间、晶粒结构和板的出来温度都可以得到界定。
自然需要更多的室温风扇。
而推荐使用的是一个高级的直接空气、完全集成的、排热系统。
这个系统设计用于以较低的氮气消耗提供良好的冷却。
该系统通过再循环蒸馏水和丙二醇的混合物来冷却。
这种环境友好的混合物不要求频繁的更换。
板的处理由于在炉中较高的温度，板倾向于翘曲。
可以在炉内安装板的支撑来保持板更平整，结果减少缺陷。
波峰焊接材料与设备(Wave Soldering Materials and Equipment)预热优化由于较高的工艺温度，无铅焊接要求与含铅焊锡不同的助焊剂。
助焊剂类型将决定哪一种预热配置最适合于该工艺。
如果使用水作为助焊剂溶剂，那么推荐用一种石英棒加热器在第一预热区来迅速将板加热。
在第二与第三区，可以用一种强制对流加热模块来在PCB进入波峰之前将水从助焊剂中蒸发出去。
無鉛銲接成功的五階段成功的迴銲與波銲需：◎謹慎◎周詳計劃◎嚴格監管製程可能不需換設備，但需：◎廣泛的製程定義◎選擇適當的材料◎有規律地反覆分析1五階段為何?到所需設備之能力)第三階段：發展健全的製程。
收集、分析資料、做課題。
製程中”除錯”.第四階段：實行無鉛製造生產、監管製程。
小心、變更所需。
第五階段：控管製程定期跟催、監看、資料分析，確保製程在掌控中。
2從選合金 & fluxÆ所需設備容量波銲《1.1》選材料《1.2》選合金建議合金：SnAgCu 熔點217℃。
SnAg 熔點221℃SuCu 熔點227℃溫度課題：製程、設備&材料。
成本與可用性。
機械熱負載&抗應變。
過濾&污染物(Cu、Pb、Fe)。
《1.3》選flux減少VOC，無VOC的flux用發泡方式，耗量大，噴霧式將成為主流。
《1.4》選基板《1.4a》層材新的(無鹵素)板材得耐高溫。
一旦曝露在高溫下，翹曲與非層化要降至最小(梯形熔點曲線下)。
《1.4b》基板表面處理基板的表面處理得與flux、蔽護壽命、多(點、次)銲過程、零件表面處理、合金相容，適合製程與產品。
有幾種選擇：OSP、NiAu、HASL(無鉛)、Ag&Sn浸漬。
《1.5》選零件3《1.5a》封裝材料封裝材料需不含鹵素。
《1.5b》銲錫表面處理NiPb、Sn或不同的Sn合金都是可接受的。
《1.6》檢查相容性確認所選材料不會與常規者相衝突。
材料需與規格相符。
《1.7》機台所需(波銲)《1.8》輸送軌道因常處於高溫下，不得造成基板翹曲。
適當的板彎支撐是必須的。
《1.9》治具(托盤)防止長形基板板彎。
《1.10》flux的發泡新式的flux可能要用不同的發泡管。
醇類的flux最好做密度控制。
《1.11》flux的噴霧無VOC、水基之flux噴霧的要加多些噴氣壓霧化。
穩定、均勻之噴霧滴得很細。
設定太高時，板背面效果恐怕很差。
《1.12》檢查噴霧性能噴霧樣子可用目視及玻璃、傳真紙。
简述回流焊工艺流程和波峰焊工艺流程下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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无铅焊接工艺的五个步骤
目前，关于无铅焊接材料和无铅焊接工艺的信息已经很多，对于需要开发无铅焊接工艺的工厂来说，正确的选择这些信息，并把它们有机地组合起来就非常重要。
要开发一条健全的、高合格品率的无铅焊接生产线，需要进行仔细地计划，并要为计划的实施作出努力以及严格的工艺监视以确保产品的质量和使工艺处于受控状态。
这些控制与许多的改变有关，如材料、设备、兼容问题、污染问题、统计工艺控制(SPC)程序
等。
无铅焊接材料，对焊接工艺会产生严重的影响。
因此，在开发无铅焊接工艺中，必须对焊接工艺的所有相关方面进行优化。
Georze Westby的关于开发无铅焊接工艺的五步法有助于无铅焊接工艺的开发和工艺优化。
1选择适当的材料和方法
铅焊接工艺中，焊接材料的选择是最具挑战性的。
因为对于无铅焊接工艺来说，无铅焊料、焊膏、助焊剂等材料的选择是最关键的，也是最困难的。
在选择这些材料时还要考虑到焊接元件的类型、线路板的类型，以及它们的表面涂敷状况。
选择的这些材料应该是在自己的研究中证明了的，或是权威机构或文献推荐的，或是已有使用的经验。
把这些材料列成表以备在工艺试验中进行试验，以对它们进行深入的研究，了解其对工艺的各方面的影响。
焊接方法，要根据自己的实际情况进行选择，如元件类型：表面安装元件、通孔插装元件；线路板的情况；板上元件的多少及分布情况等。
对于表面安装元件的焊接，需采用回流焊的方法；对于通孔插装元件，可根据情况选择波峰焊、浸焊或喷焊法来进行焊接。
波峰焊更适合于整块板(大型)上通孔插装元件的焊接；浸焊更适合于整块板(小型)上或板上局部区域通孔插装元件的焊接；局喷焊剂更适合于板上个别元件或少量通孔插装元件的焊接。
另外，还要注意的是，无铅焊接的整个过程比含铅焊料的要长，而且所需的焊接温度要高，这是由于无铅焊料的熔点比含铅焊料的高，而它的浸润性又要差一些的缘故。
在焊接方法选择好后，其焊接工艺的类型就确定了。
这时就要根据焊接工艺要求选择设备及相关的工艺控制和工艺检查仪器，或进行升级。
焊接设备及相关仪器的选择跟焊接材料的选择一样，也是相当关键的。
2确定工艺路线和工艺条件
在第一步完成后，就可以对所选的焊接材料进行焊接工艺试验。
通过试验确定工艺路线和工艺条件。
在试验中，需要对列表选出的焊接材料进行充分的试验，以了解其特性及对工艺的影响。
这一步的目的是开发出无铅焊接的样品。
3开发健全焊接工艺
步是第二步的继续。
它是对第二步在工艺试验中收集到的试验数据进行分析，进而改进材料、设备或改变工艺，以便获得在实验室条件下的健全工艺。
在这一步还要弄清无铅合金焊接工艺可能产生的沾染知道如何预防、测定各种焊接特性的工序能力(CPK)值，以及与原有的锡／铅工艺进行比较。
通过这些研究，就可开发出焊接工艺的检查和测试程序，同时也可找出一些工艺失控的处理方法。
4. 还需要对焊接样品进行可*性试验，以鉴定产品的质量是否达到要求。
如果达不到要求，需找出原因并进行解决，直到达到要求为止。
一旦焊接产品的可*性达到要求，无铅焊接工艺的开发就获得成功，这个工艺就为规模生产做好了准准备就绪后的操作
一切准备就绪，现在就可以从样品生产转变到工业化生产。
在这时，仍需要对工艺进行监视
以维持工艺处于受控状态。
5 控制和改进工艺
焊接工艺是一个动态变化的舞台。
工厂必须警惕可能出现的各种问题以避免出现工艺失控，同时也还需要不断地改进工艺，以使产品的质量和合格晶率不断得到提高。
对于任何无铅焊接工艺来说，改进焊接材料，以及更新设备都可改进产品的焊接性能。
资料来源：德科泰合科技发展有限公司
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