无铅焊膏再流焊分析 毕业论文

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1、《电子组装基础》课程论文论文题目：无铅焊膏再流焊分析班级：姓名：学号：无铅焊膏再流焊分析摘要：随着欧盟RoHs关于2006年7月1日无铅化期限的逼近，日本知名的电子、电器产品制造商PANASONIC/NATIONAL、SONY、TOSHTBA、PIONEER、NEC等，从2000年开始导入无铅化制程，至今已基本实施无铅化制造，在日本及欧美市场上推出“绿色环保”家电产品。因此，处于对环保的考虑，市场发展趋势是使用含铅焊料的电子、电器产品将无法进入市场。对于电子组装企业来说，无铅焊技术的应用已经是摆在企业面前必须解决的现实问题。而国内的制造

2、企业包括原始设备厂商和电子制造厂商都已开始着手导入适于自身产品的无铅制程。通过几年来的努力，国内企业已经积累了较为丰富的经验，在焊膏方面，Sn－Ag和Sn－Ag－Cu系已经广为应用，供应商们仍在努力研究，相信更优性能更低成本地助焊剂和焊膏将会陆续出现；在设备方面，无铅制程中受影响最多的再流焊机通过在加热模块、氮气保护、冷却速率等方面的研究逐渐适应了无铅；工艺方面，通过制程优化和精确的温度控制，缺陷已经大为减少，成品率和焊点可靠性逐渐得到提高。关键词：无铅焊料；再流焊无铅化；炉内气氛；冷却速率1新型无铅焊料发展现状：1.1新型无铅焊料成分

3、的设计趋向于合金的多元化，理由有三点:1、已有无铅锡基焊料的熔点要么太高，要么太低，要么是液固相线温度相差太大；2、二元共晶合金的力学性能可以通过添加多和中合金元素得到提高；3、通过优化熔剂和焊料合金化，提高可焊性，因此，多元合金化是新型无铅焊料设计的一大特点。随着现代工业的发展，人民也更注重免清洗无铅焊料的开发和应用，这关系到电子、电器产品和汽车产品的焊接后续处理，直接影响到产品的性能和能耗，也是降低生产成本的有效途径。(摘自中国机电企业网)1.2Sn-Ag-Cu系焊料的发展国内外近年来对二元无铅焊料进行了深入广泛的研究，研究体系有：

4、Sn-Bi系、Sn-Ag系、Sn-Zn系、Sn-Cu系、Sn-Sb系等等。作为一种新型无铅电子封装焊料，应具有工艺性能良好（熔点低、熔化区间小、润湿性好、抗腐蚀氧化性能好、力学性能好、导电性好）、工艺良率高（铺展速度快、焊接成品率高、成渣率高）、焊点可靠性好（焊点结合强度高、抗蠕变性能好）、成本低廉等特点。而无铅焊料的发展正朝着多元化方向发展，三元及多元合金已发展有：日本市场应用较多的Sn-Ag3.0-Cu0.5、美国AIM报道性价比较好的Sn-Ag2.5-Cu0.5,日本开发研用的低成本再流焊料Sn-Zn-Bi；美国推荐使用的Sn-A

5、g3.9-Cu0.6(俗称NEMI合金)、欧盟推荐使用的Sn-Ag3.5-Cu0.70等。其中还包括受专利权保护的Sn-Ag3.5-Cu0.5和不受专利权保护的Sn-Ag4.0-Cu0.5合金等。相比之下由于Sn-Ag-Cu焊料在原使用性较好的Sn-Ag焊料基础上加入了Cu，在保证其良好机械性能的前提下使得熔点也有所降低，而且还可减少焊接材料中Cu的溶剂，逐渐成为国际标准的无铅焊料。由于还未研制出真正能替代Sn-Pb共晶的合金，因此，只能将性能较好且应用较多的称为主流无铅焊膏，即Sn-Ag-Cu三元共晶型焊膏。应指出的是，目前对这种合金

6、的正确成分尚有争论，根据IPC/EIAJ-STD-006A的规定，SN95.5Ag3.8Cu0.7、Sn95.8Ag3.5Cu0.7、Sn96.4Ag3.2Cu0.4均属Sn-Ag-Cu共晶焊料，因此，当前所称主流焊膏即指由上述三种Sn-Ag-Cu共晶合金配置而成的焊膏。2再流焊无铅化相关理论知识及现状：2.1无铅再流焊研究现状。再流焊，本意为通过重新熔化预先放置的焊料而形成焊点的一种方法，它是SMT中一个非常关键的工序。无铅化进程的推进使传统的锡铅再流焊工艺发展到无铅再流焊，相对于锡铅再流焊工艺，无铅再流焊最主要的技术难点在于工艺窗口

7、很窄。由于电子元件的耐热性能的限制，再流焊接峰值温度一般不超过250℃。对于传统锡铅焊锡膏，其熔点仅为183℃，因此存在67℃左右的较宽工艺窗口。但对于无铅焊锡膏，例如Sn-Ag-Cu合金，其熔点为217~221℃范围，此时仅有一个30℃左右很窄的工艺窗口。对于目前开发出的无铅焊料合金来说，这正是无铅再流焊工艺的技术难点所在。对于无铅再流焊设备而言，评价其整体设计或者说设备能力时需要从以下几个方面进行考虑：（1）均匀的温度分布。该要求是主要为了保证在焊接过程中，PCB板以及元件温度分布均匀，将不会造成板子变形及部分已焊接上，部分未焊接上

8、的缺陷。（2）尽可能小的ΔT。对于有铅再流焊接来说，如果热容量最小的元件温度达到240℃，而热容大的元件只有210℃，由于工艺窗口很宽，依然可以实现良好的焊接。但是对于无铅再流焊接来说，热容量小的元件仍然可