有铅与无铅区别以及不良原因分析(smt面试必备)

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1、有铅工艺和无铅工艺的区别到底在哪里？最近有很多电子行业的朋友问起：“有铅工艺和无铅工艺之间的差别到底在哪里？价格差那么大，对生产的影响到底体现在哪些方面？该如何选择？”也有朋友一直在说无铅工艺还不如有铅工艺，无铅工艺单波峰焊接不了等问题；今天就特地就这个问题和大家探讨一下，发表一些我的个人看法。趋势首先我们来看看有铅和无铅的趋势，随着国际环保要求逐步提高，无铅工艺成为电子产业发展的一个必然过程。尽管无铅工艺已经推行这么多年，仍有部分企业使用有铅工艺，但无铅工艺完全代替有铅这是一个必然的结果。但是无铅工艺在使用方面有些地方也许还不如有铅工

2、艺，所以我们以后要研究的是如何让无铅工艺更好地替代有铅工艺。让rosh环保更广泛的普及，达到既盈利又环保的双赢目标。现状当前国内许多大公司也没有完全采用无铅工艺而是采取有铅工艺技术来提高可靠性，在机车行业中西门子和庞巴迪等国际知名公司也没有完全采用无铅工艺进行生产，而是尽量豁免。当前有许多专业也认为无铅技术还有许多问题有待于进一步认识，如著名工艺专家李宁成博士也认为当前的无铅工艺技术的发展还没有有铅技术成熟，如先前的无铅焊接采用的最多的Sn3Ag0.5Cu焊料合金，最近发现由于Cu的含量稍低，焊点可靠性有些问题，有人建议将Cu的质量分数

3、提高到1%~2%，但是现在时常上还没有这种焊料合金的产品。同时无铅焊接的电子产品的可靠性数据远远没有有铅焊接生产的电子产品丰富。比较有铅工艺技术有上百年的发展历史，经过一大批有铅工艺专家研究，具有交好的焊接可靠性和稳定性，拥有成熟的生产工艺技术，这主要取决于有铅焊料合金的特点。有铅焊料合金熔点低，焊接温度低，对电子产品的热损坏少；有铅焊料合金润湿角小，可焊性好，产品焊点“假焊”的可能性小；焊料合金的韧性好，形成的焊点抗震动性能好于无铅焊点。无铅焊接工艺从目前的研究结果中摸索有可替代合金的熔点温度都高于现有的锡铅合金。例如从目前较可能被业

4、界广泛接受的“锡——银——铜”合金看来，起熔点是217℃，这将在焊接工艺中造成工艺窗口的大大缩小。理论上工艺窗口的缩小为从锡铅焊料的37℃降到23℃。实际上，工艺窗口的缩小远比理论值大。因为在实际工作中我们的测温法喊有一定的不准确性，加上DFM的限制，以及要很好地照顾到焊点“外观”等，回流焊接工艺窗口其实只有约14℃。同信达有铅锡线240℃过热260℃过热-37℃-23℃含铅工艺窗口含铅工艺窗口203℃237℃过冷过冷图：有铅工艺窗口和无铅工艺窗口对比不只是工艺窗口的缩小给工艺人员带来巨大的挑战，焊接温度的提高也使得焊接工艺更加困难。其

5、中一项就是高温焊接过程中的氧化现象。我们都知道，氧化层会使焊接困难、润湿不良以及造成虚焊。氧化程度除了器件来料本身要有足够的控制外，拥护的库存条件和时间、加工前的处理(例如除湿烘烤)以及焊接中预热(或恒温)阶段所承受的热能(温度和时间)等都是决定因素。由于无铅焊接工艺窗口比起含铅焊接工艺窗口有着显著的缩小，业界有些人认为氮气焊接环境的使用也许有必要。氮气焊接能够减少熔锡的表面张力，增加其湿润性。也能防止预热期间造成的氧化。但氮气非万能，它不能解决所有无铅带来的问题。尤其是不可能解决焊接工艺前已经造成的问题。在目前的回流焊接设备中，使用强

6、制热风对流原理的炉子设计是主流。热风对流技术在升温速度的可控性以及恒温能力方面较强。在加热效率和加热均匀性以重复性等方面较弱。这些弱点，在含铅技术中体现的并不严重，许多情况下还可以被接受。随着无铅技术工艺窗口的缩小和对重复性的更高要求，热风对流技术将受到挑战。无铅和有铅工艺技术特点对比表：类别无铅工艺特点有铅工艺特点焊料焊料合金成有多种焊料合金可供选择，目前逐步同意为无论是何种焊接方式，焊料合金一直合金分Sn96.5Ag3Cu0.5(SAC305)；最好回流焊接和波峰焊接都选采用Sn63Pb37,不会对生产现场焊择同一款焊料合金。但是考

7、虑到成本，许多厂家波峰焊接会料合金的使用造成混乱选择Sn99.3Cu0.7焊料。对生产现场焊料合金的使用造成混乱焊料合金使焊料合金使用混乱，目前有人提倡使用Cu的质量分数在焊料合金单一用混乱1%~2%的合金，但是市场上还没有此类产品波峰焊接用的锡条和手工焊接用的锡线，成本提高2.7倍。焊料成本焊料成本低回流焊接用的锡膏成本提高约1.5倍焊料合金熔温度高217℃温度低183℃点温度焊料可焊性差好焊点特点焊点脆，不适合手持和振动产品焊点韧性好焊料/焊端兼焊端中不能含铅焊端中可以含铅容性无论是波峰焊/回流焊/手工焊接，能耗比有铅焊接多能耗焊接

8、能耗能耗较低10%~15%波峰焊需要添加新的波峰焊机不需要(提升产能例外)设备温区数量要多，以增加调整回流温度曲线灵活性。炉体也可以采用多温区的设备，增强温度设备回流焊长曲线调整的灵活性需求手工焊接更换烙铁