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无铅焊料的常见问题

文章作者:小编 发表时间:2020-09-25 14:53:24 阅读量:310

无铅焊接给带来问题1. 元器件要求元件体耐高温,而且无铅化。即元件的焊接端头和引出线也要采用无铅镀层。

  2. PCB要求PCB基材耐更高温度,焊后不变形,焊盘表面镀层无铅化,与组装焊接用的无铅焊料兼容,要低成本。

  3. 助焊剂要开发新型的润湿性更好的助焊剂,二氧化锡要与预热温度和焊接温度相匹配,锡酸钠的用途而且要满足环保要求。

  4. 焊接设备要适应较高的焊接温度要求,再流焊炉的预热区要加长或更换新的加热元件;波峰焊机的焊料槽,焊料波喷嘴,导轨传输爪的材料要耐高温腐蚀。必要时(例如高密度窄间距时)采用新的抑制焊料氧化技术和采用惰性气体N2保护焊接技术。

  5. 工艺无铅焊料的印刷,贴片,焊接,清洗以及检测都是新的课题,都要适应无铅焊料的要求。

  6. 废料回收无铅焊料中回收BI,CU,二氧化锡Ag也是一个新课题。

  因回流焊造成板子颜色变暗或因烘烤不当变黄,变黑均不予以允收。但视情形可列入次级品判定允收。

  修补不良——修补线路未平贴基板或修补线路未作防焊处理,亦或有焊点残余松香未清理者。

  铅及其化合物是17种严重危害人类寿命与自然环境的化学物质之一,工业废弃品中的铅通过渗入地下水系统而进入动物或人类的食物链,人体中存在过量的铅将导致神经和再生系统紊乱,发育迟缓,血色素减少并引发贫血和高血压,成人血液中铅含量应低于50mg/dl,儿童血液中铅含量应低于30mg/dl。

  有铅焊锡:由锡(融点232度)和铅(熔点327度)组成的合金。其中由锡63%和铅37%组成的焊锡被称为共晶焊锡,这种焊锡的熔点是183度。838电子无铅焊料的成份及特性由Sn锡-Ag银-Cu铜溶点(217℃)较高,二氧化锡熔点高温(260±3℃)。无铅焊锡产品是绿色环保的先锋,有益人类身心健康,没有腐蚀性。比重略小,近似于锡的比重,锡酸钠的用途流动性差,烙铁头的使用寿命短。

  焊料的润湿性熔融态焊料合金在固态金属(如铜)表面的润湿与铺展是形成有效连接的必须条件。焊料合金的润湿性能有多种表达方式,润湿角是其中一种,润湿角越小,润湿性能越好,且所有无铅焊料的润湿性能均低于Sn-Pb焊料。

  无铅焊料可能发生之情形无铅焊料以锡与银,或锡与铜合金者最常见。焊温平均上升30℃,可能带来焊锡性较差而必须将助焊剂的活性加强,锡锭-锡粒-无铅焊料-二氧化锡-锡酸钠批发-氯化亚锡厂家-山东鑫长源商贸有限公司沾锡力(Wetting Force)欠佳下不得不增加返修成本,零件脚与板面焊垫之可焊处理困难等问题。

  无铅焊接需要面对的问题合金本身的结构,使它跟有铅焊料相比,比较脆,弹性不好。 Sn-Zn合金的液相线和固相线的熔点会增高,但随着Bi的质量数的增大,焊料的熔化间隔。 浸润性差,只会扩张,不会收缩。Sn-Ag系合金添加Cu时,共晶点会改变。当Ag的质量分数增加4.8%,Cu 增加约1.8%时产生共晶,如果在合金添加In时,将会造成提高合金微细化强度和扩张特性的同时,表面会形成氧化膜,所以浸润性稍差。

  无铅焊料首先要能够真正满足环保要求,不能把铅去除了,又添加了新的有毒或有害的物质;要确保无铅焊料的可焊性及焊后的可靠性,并要考虑到客户所承受的成本等众多问题。概括起来讲,无铅焊料应尽量满足以下这些要求:1,无铅焊料的熔点要低,尽可能地接近63/37锡铅合金的共晶温度183℃,如果新产品的共晶温度只高出183℃几度应该不是很大问题,但目前尚没有能够真正推广的,并符合焊接要求的此类无铅焊料;另外,在开发出有较低共晶温度的无铅焊料以前,应尽量把无铅焊料的熔融间隔温差降下来,即尽量减小其固相线与液相线之间的温度区间,固相线温度最小为150℃,液相线温度视具体应用而定(波峰焊用锡条:265℃以下;锡丝:375℃以下;SMT用焊锡膏:250℃以下,通常要求回流焊温度应该低于225~230℃)。

  2,无铅焊料要有良好的润湿性;一般情况下,再流焊时焊料在液相线以上停留的时间为30~90秒,波峰焊时被焊接管脚及线路板基板面与锡液波峰接触的时间为4秒左右,使用无铅焊料以后,要保证在以上时间范围内焊料能表现出良好的润湿性能,以保证优质的焊接效果;3,焊接后的导电及导热率都要与63/37锡铅合金焊料相接近;4,焊点的抗拉强度,韧性,延展性及抗蠕变性能都要与锡铅合金的性能相差不多;5,成本尽可能的降低;目前,能控制在锡铅合金的1.5~2倍,是比较理想的价位;6,所开发的无铅焊料在使用过程中,与线路板的铜基,或线路板所镀的无铅焊料,以及元器件管脚或其表面的无铅焊料及其它金属镀层间,有良好的钎合性能;7,新开发的无铅焊料尽量与各类助焊剂相匹配,并且兼容性要尽可能的强;既能够在活性松香树脂型助焊剂(RA)的支持下工作,也能够适用温和型,弱活性松香焊剂(RMA)或不含松香树脂的免清洗助焊剂才是以后的发展趋势;8,焊接后对焊点的检验,返修要容易;9,所选用原材料能够满足长期的充分供应;10,与目前所用的设备工艺相兼容,在不更换设备的状况下可以工作。

  六,无铅焊料的推广应用过程中所需解决或应注意的相关问题1,无铅锡丝的使用:①,注意烙铁功率的选择,无铅焊料的熔点比锡铅合金高出许多,在不影响元器件所受热冲击的情况下,可适当把烙铁功率加大,以加快熔锡与上锡的速度;焊接温度不能低于3750C或用60W烙铁。

  ②,在焊后焊点的感观上,不能按以往锡铅合金的标准评判,通常的无铅焊料焊点不如锡铅合金焊点平滑,光亮,但只要能保证焊点的完全焊接及其检测时的可靠性,应属可接受范围。

  七,建议电子行业无铅化的导入制程根据企业实际状况,首先应抽调工程,品管,生技等部门相关人员,成立无铅化推行论证工作小组,然后由该工作小组制定出适合本企业的无铅焊料导入计划,以及完成该计划中每一个小节的具体时间,并发放各相关职能部门,要求企业内各部门按计划分配工作,并予以执行。

  相关推广工作及导入计划内容有以下几点可供参考:1,对相关无铅焊料的各种资料进行书面论证:①,无铅焊料之起源:②,无铅焊料之推动力:③,无铅焊料之市场导向:(①至③可参考本文第一点相关论述)

  ④,无铅焊料之性能:⑤,无铅焊料成份之选用:⑥,无铅焊料品质之评估:⑦,无铅焊料成本之评估:⑧,与无铅焊料相匹配之助焊剂性能:(④至⑧可参考本文第五,六点相关论述;以上①至⑧也要求焊料供货商协助提供相关支持;)

  2,协调,选择无铅焊料供货商对具体无铅焊料产品进行评估;(可要求无铅焊料生产厂商提供其产品配比或所含金属元素成分,焊料性能,适用的温度区线,对焊接设备的要求等方面相关资料)

  3,协调各电子元器件生产商对电子元器件在无铅化进程中的适用性,及其性能论证;(此点应包括元器件管脚镀层之无铅成份及元器件所能承受热冲击能力进行评估)

  4,对线路板生产商进行线路板无铅化评估;(此点包括线路板自身的无铅化评估,及线路板所能承受之热冲击能力评估)

  5,对企业现有设备进行评估;(可参照本文第六点相关论述,或请求设备供货商予以支持)

  6,对引入无铅焊料后生产工艺之调整,以及生产工艺调整后对企业产品质量,生产效率等各方面所带来的影响进行评估;(相关参数之调整可参照本文第五点及第六点相关论述)

  7,对无铅化导入计划中所涉及到各部门,要求他们作出相应工作计划书;8,在确定以上程序基本完成,并有理论,技术支持后,可在工程或技术部门内部做无铅焊料的应用实验;9,对实验结果进行总结,对不足或存在明显缺陷部分进行改进,或协调相关供货商寻求技术支持;10,将无铅焊料安排到生产线进行试用,或对部分产品进行无铅化实验;11,在所有评估,实验完成以后,进行最终的无铅化导入程序进行总结;并编制无铅焊料使用工艺及各相关工位工作指导书。


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