PCBA 无铅制程简介.ppt

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1、PCBA無鉛制程簡介PCBAPCE李傳仁2004.11.121.PCBA制造處中的無鉛制程現狀2.無鉛制程中的材料的確定3.制程參數的確定4.無鉛制程與有鉛制程的差異5.無鉛制程焊接信賴性評價6.無鉛制程中的案例分析7.无铅制程还需解决的问题內容項目PCBA無鉛產品分布柱狀圖無鉛材料的確認PCB（表面基材）1.OSP層2.鍍Ag層3.鍍Au層4.噴Sn層Sn95Sb5(232-240°C)Sn97Cu2.0Sb0.8Ag0.2(226-228oC)Sn99.3Cu0.7(227oC)Sn96.5Ag3.5(221oC)Sn96.5Ag3.0Cu0.

2、5(217oC-221oC)Sn96.2Ag2.5Cu0.8Sb0.5(213-218oC)Sn91.8Ag3.4Bi4.8(202-215oC)Sn42Bi58(138oC)無鉛材料的確認Leadfreesolderpastealloy&meltingpointLeadandLead-freeSoldersSMTCompatibilityRankingSn/Pb(best)Sn/Ag/CuSn/Ag/Bi,Sn/Bi,Sn/Ag/Cu/Sb,Sn/SbSn/AgSn/Zn/Bi(poorest)BestPoorest1.無鉛焊錫熔融溫度較有鉛焊錫

3、合金約高30℃2.無鉛對應的Reflow爐溫差△T5℃以內3.焊錫潤展性差,殘留物多4.冷卻緩慢焊點表面易產生凹凸無鉛與有鉛製程差異ReflowparameterLeadfreeReflowparameterSn96.5Ag3Cu0.5Peaktemp:230~250C60~120S<2C<2C30~90S２２０℃２１５℃ReflowTemp.２3５℃WavesolderparameterWeusecurrentsolderbarandW/Smachineforthisbuild,andchangesomeparameterlistbelow;對回

4、流焊的影響1.回流最低溫度為2300C，比含鉛溫度高300C.2.因元器件影響，最高溫度范圍變窄.3.溫度要求控制更加嚴格.4.焊點的潤濕性變差，需要氮氣保護.5.元器件的耐熱性需提高.對波峰焊的影響1.制程窗口變小.嚴格控制PCB變形量.嚴格控制PCB非焊接面的溫度.嚴格控制錫峰高度和寬度.2.需要氮氣提高PCB及元件的濕潤性增加錫峰表面張力.減少錫渣的產生.評價項目有鉛無鉛Type1無鉛Type2延展性(試錫線)100%60%60%潤濕性(切片)BGA:OKQFP:OKOrdinaryCR:OKBGA:OKQFP:OKOrdinaryCR:OK

5、BGA:OKQFP:OKOrdinaryCR:OK溫度循環OKOKOK高溫保存OKOKOK焊點金相OKOKOK剪力測試CHIP:AVG=1.985kg.fCHIP:AVG=2.00kg.fCHIP:AVG=1.88kg.f拉拔測試QFP:AVG=1.255kg.fCONN.:AVG=3.942kg.fCHIP:AVG=2.48kg.fQFP:AVG=1.325kg.fCONN.:AVG=3.889kg.fCHIP:AVG=3.415kg.fQFP:AVG=1.245kg.fCONN.:AVG=3.876kg.fCHIP:AVG=3.442kg.f焊

6、接信賴性評價BGA電容QFP電阻無鉛焊錫CROSSSECTION無鉛制程切換中的案例分析------有鉛制程用無鉛元件问题描述：AppleQ98上的DiodeArray无铅零件，但整个制程是有铅的，造成零件焊脚拒焊，不良率为12%.焊接NG無鉛制程切換中的案例分析-------有鉛制程用無鉛元件解决方案：在确认所有电子零件的温度SPEC.后，将peak温度升高至2350C,同时配合氮气的保护,不良降到0.07%内.焊接OK無鉛制程中的案例分析------锡须的产生應力。溫度。材料適合否。結晶配置。薄的Sn鍍層(<8μm)。鍍層晶粒尺寸1~8μm較不

7、會發生無鉛制程中的案例分析------锡须的产生無鉛制程中的案例分析------锡须的产生解决方案探討：1.在Sn和Cu之間加一層Ni.Ni層的厚度在0.2~2um,以減少錫須產生的路徑.2.氮氣制程有助於減少錫須的產生.3.在1500C基板的烘烤,有助於減少錫須的形成.4.較大顆粒的Sn粉也對減少錫須有所幫助.现存的主要问题1.在240-250C温度下回流对元器件的影响高温对元器件功能及可靠性的影响2.元器件引脚的金属化与不同焊料的兼容性及浸润性3.对无铅焊料的经验及焊点的长期可靠性4.錫須問題的再深入探究，能從根本上解決此問題.THEENDT

8、hankyou!