无铅电子焊接技术介绍剖析教学文案.ppt

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1、无铅电子焊接技术介绍剖析RoHS(RestrictionofHazardousSubstancesinElectricalandElectronicEquipment)即在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令.WEEE(WasteElectricalandＥlectronicEquipment).即《废弃电气电子设备指令》.该项指令要求生产商（包括进口商和经销商）对进入欧盟市场的废弃的电气电子产品，负责回收、处理，对新投放欧盟市场电气电子产品必须加贴回收标志。RoHS：从2006年7月1日起，投放于市场的新电子和电气设备不包含铅，汞，镉，六价铬，聚溴二

2、苯醚（PBDE）或聚溴联苯（PBB）。伤害人体部位有害物质消化系统呼吸管道中枢神经心脏系统生殖系统肝脏皮肤血液肾脏骨胳致畸胎干扰甲状腺荷尔蒙作用铅（Pb）+++++++镉（Cd）+++++++六价铬（CrⅥ）++++汞（Hg）++++多溴联苯（PBB）++多溴二苯醚（PBDE）++“无铅焊接技术”从有铅产品转到无铅产品是个复杂的过程，涉及到：焊接材料（无铅合金、助焊剂）电子元器件印制板（材料、镀层）无铅制程可靠性成本等方面的挑战内容一．无铅焊料合金、PCB焊盘及元件焊端表面镀层二．无铅焊接的特点三．无铅焊接带来的问题四．关于过度时期无铅和有铅混用时可靠性讨

3、论五．无铅焊接必须考虑相容性(材料、工艺、设计)一．无铅焊料合金、PCB焊盘及元件焊端表面镀层1.目前应用最多的无铅焊料合金目前应用最多的用于再流焊的无铅焊料是三元共晶或近共晶形式的Sn-Ag-Cu焊料。SnAg(3~4)wt%Cu(0.5~0.7)wt%是可接受的范围，其熔点为217℃左右。美国采用SnAg3.9wt%Cu0.6wt%无铅合金欧洲采用SnAg3.8wt%Cu0.7wt%无铅合金日本采用SnAg3.0wt%Cu0.5wt%无铅合金Sn-Cu0.7-Ni焊料合金用于波峰焊。其熔点为227℃。手工电烙铁焊大多采用Sn-Cu、Sn-Ag或Sn-A

4、g-Cu焊料。2.PCB焊盘表面材料有铅无铅Sn/Pb热风整平（HASL）无铅HASLNi/Au（化学镀Ni和浸镀金ENIG，俗称水金板）Ni/AuCu表面涂覆OSPCu表面涂覆OSP浸银（I－Ag）浸银（I－Ag）浸锡（I－Sn）OSP是Organic Solderability Preservatives 的简称3.元器件焊端表面镀层材料有引线元件引线材料有引线元器件焊端表面镀层材料无引线元器件焊端表面镀层材料有铅无铅有铅无铅CuSn/PbSnSn/PbSnNiNi/AuNi42号合金钢Ni/Pd/AuNi/Pd/AuSn/AgSn/AgSn/Ag/C

5、uSn/Ag/CuSn/Ag/BiSn/Ag/Bi二．无铅焊接的特点高温工艺窗口小润湿性差Sn63Pb37与SnAg3.8Cu0.7性能比较合金成分密度g/mm2熔点℃膨胀系数×10-6热传导率Wm-1K-1电导率%IACS电阻系数MΩ-cm表面张力260℃mNm-1Sn63Pb378.518323.95011.515481SnAg3.8Cu0.77.521723.573.215.611548浸润性差应对措施：改良助焊剂活性修改模板开口设计提高印刷、贴装精度无铅焊点的特点①浸润性差，扩展性差。②无铅焊点外观粗糙。传统的检验标准与AOI需要升级。

6、③无铅焊点中气孔较多，尤其有铅焊端与无铅焊料混用时，焊端（球）上的有铅焊料先熔，覆盖焊盘，助焊剂排不出去，造成气孔。但气孔不影响机械强度。④缺陷多——由于浸润性差，使自定位效应减弱。浸润性差，要求助焊剂活性高。LeadFreeInspectionLeadFreeSolderPasteGrainySurface表面粗糙LeadedSolderPasteSmooth&ShinySurface表面光滑、光亮WettingisReducedwithLeadFreeStandardEutecticSolderJointLeadFreeSolderJointTypic

7、alGoodWettingVisibleFillet润湿好ReducedWettingNoVisibleFillet润湿减少无铅再流焊焊点无铅波峰焊焊点插装孔中焊料填充不充分无铅焊接常见缺陷三．无铅焊接带来的问题元件：要求元件耐高温，焊端无铅化。PCB：PCB基材耐更高温度，不变形，表面镀覆无铅化助焊剂：更好的润湿性，要与预热温度和焊接温度相匹配，并满足环保要求。焊接设备：要适应新的焊接温度要求，抑制焊料高温氧化工艺:印刷、贴片、焊接、清洗、检测都要适应无铅要求可靠性问题：机械强度、锡须、分层Lift-off废料回收和再利用：从含Ag的Sn基无铅焊料中回收

8、Bi和Cu是十分困难的，回收Sn-Ag系合金是一个新课题。无铅焊接