2-4无铅焊接的特点、无铅产品设计、无铅焊接的特点、无铅产品设计、模板设计及工艺控制模板设计及工艺控制（参考：（参考：工艺工艺第第18章；章；基础与基础与DFM第第5章）章）顾霭云顾霭云内容内容一无铅工艺与有铅工艺比较一无铅工艺与有铅工艺比较一无铅工艺与有铅工艺比较一无铅工艺与有铅工艺比较二无铅焊接的特点二无铅焊接的特点二无铅焊接的特点二无铅焊接的特点 从再流焊温度曲线分析无铅焊接的特点从再流焊温度曲线分析无铅焊接的特点从再流焊温度曲线分析无铅焊接的特点从再流焊温度曲线分析无铅焊接的特点 无铅波峰焊特点及对策无铅波峰焊特点及对策无铅波峰焊特点及对策无铅波峰焊特点及对策三无铅焊接对焊接设备的要求三无铅焊接对焊接设备的要求三无铅焊接对焊接设备的要求三无铅焊接对焊接设备的要求四无铅产品设计及工艺控制四无铅产品设计及工艺控制四无铅产品设计及工艺控制四无铅产品设计及工艺控制 无铅工艺设计无铅工艺设计无铅工艺设计无铅工艺设计 无铅无铅无铅无铅PCBPCBPCBPCB设计设计设计设计 印刷及模板设计印刷及模板设计印刷及模板设计印刷及模板设计 贴装贴装贴装贴装 再流焊再流焊再流焊再流焊 波峰焊波峰焊波峰焊波峰焊 检测检测检测检测 无铅返修无铅返修无铅返修无铅返修 清洗清洗清洗清洗一无铅工艺与有铅工艺比较一无铅工艺与有铅工艺比较有铅技术有铅技术有铅技术有铅技术无铅技术无铅技术无铅技术无铅技术设备方面设备方面设备方面设备方面印、贴、焊、检印、贴、焊、检印、贴、焊、检印、贴、焊、检只有焊接设备有特殊要求只有焊接设备有特殊要求只有焊接设备有特殊要求只有焊接设备有特殊要求焊接原理焊接原理焊接原理焊接原理相同相同相同相同工艺流程工艺流程工艺流程工艺流程工艺方法工艺方法工艺方法工艺方法元器件元器件元器件元器件有铅有铅有铅有铅无铅无铅无铅无铅PCBPCB焊接材料焊接材料焊接材料焊接材料温度曲线温度曲线温度曲线温度曲线工艺窗口大工艺窗口大工艺窗口大工艺窗口大温度高、工艺窗口小温度高、工艺窗口小温度高、工艺窗口小温度高、工艺窗口小焊点焊点焊点焊点润湿性好润湿性好润湿性好润湿性好润湿性差润湿性差润湿性差润湿性差检测标准检测标准检测标准检测标准IPC-A-610CIPC-A-610CIPC-A-610D(E)IPC-A-610D(E)管理管理管理管理要求更严格要求更严格要求更严格要求更严格通过无铅、有铅比较，正确认识无铅技术通过无铅、有铅比较，正确认识无铅技术（a a a a无铅工艺技术并不是高不可攀的技术无铅工艺技术并不是高不可攀的技术无铅工艺技术并不是高不可攀的技术无铅工艺技术并不是高不可攀的技术 因为基本原理、工艺方法与有铅技术是相同的因为基本原理、工艺方法与有铅技术是相同的因为基本原理、工艺方法与有铅技术是相同的因为基本原理、工艺方法与有铅技术是相同的。（b b b b但由于无铅的焊接材料、元器件、但由于无铅的焊接材料、元器件、但由于无铅的焊接材料、元器件、但由于无铅的焊接材料、元器件、PCBPCBPCBPCB都发生了变化，都发生了变化，都发生了变化，都发生了变化，因此工艺参数必须随之改变。主要变化是温度高、工艺因此工艺参数必须随之改变。主要变化是温度高、工艺因此工艺参数必须随之改变。主要变化是温度高、工艺因此工艺参数必须随之改变。主要变化是温度高、工艺窗口小、润湿性差、工艺难度大，容易产生可靠性问题，窗口小、润湿性差、工艺难度大，容易产生可靠性问题，窗口小、润湿性差、工艺难度大，容易产生可靠性问题，窗口小、润湿性差、工艺难度大，容易产生可靠性问题，因此要求比有铅时更加重视理论学习、工艺技术研究、因此要求比有铅时更加重视理论学习、工艺技术研究、因此要求比有铅时更加重视理论学习、工艺技术研究、因此要求比有铅时更加重视理论学习、工艺技术研究、工艺实践，尤其要掌握关键技术：印、焊。工艺实践，尤其要掌握关键技术：印、焊。工艺实践，尤其要掌握关键技术：印、焊。工艺实践，尤其要掌握关键技术：印、焊。（c c c c进行设备改造或添置必要的焊接设备进行设备改造或添置必要的焊接设备进行设备改造或添置必要的焊接设备进行设备改造或添置必要的焊接设备（d d d d提高管理水平。提高管理水平。提高管理水平。提高管理水平。二无铅焊接的特点二无铅焊接的特点高温高温高温高温工艺窗口小工艺窗口小工艺窗口小工艺窗口小润湿性差润湿性差润湿性差润湿性差 峰值温度 液相时间 IMC厚度无铅：SAC305 235245 5060s 不容易控制有铅：Sn-37Pb 210230 6090s 容易控制从再流焊温度曲线分析无铅焊接的特点及对策从再流焊温度曲线分析无铅焊接的特点及对策从再流焊温度曲线分析无铅焊接的特点及对策从再流焊温度曲线分析无铅焊接的特点及对策熔点高，要求无铅焊接设备耐高温，抗腐蚀。要求助熔点高，要求无铅焊接设备耐高温，抗腐蚀。要求助焊剂耐高温。焊剂耐高温。从温度曲线可以看出：无铅工艺窗口小。从温度曲线可以看出：无铅工艺窗口小。无铅焊接的工艺窗口比铅锡焊膏小，要求无铅焊接的工艺窗口比铅锡焊膏小，要求PCB表面温表面温度更均匀。要求焊接设备横向温度均匀。度更均匀。要求焊接设备横向温度均匀。a25110/100200sec，110150/4070sec，要求缓，要求缓慢升温，使整个慢升温，使整个PCB温度均匀，减小温度均匀，减小PCB及大小元器件及大小元器件t，因此要求焊接设备升温、预热区长度要加长。，因此要求焊接设备升温、预热区长度要加长。b150217/5070sec快速升温区助焊剂浸润区）。快速升温区助焊剂浸润区）。有铅焊接从有铅焊接从150升到升到183，升温，升温33，可允许在，可允许在3060sec之间完成，其升温速率为之间完成，其升温速率为0.551/sec；而无铅；而无铅焊接从焊接从150升到升到217，升温，升温67，只允许在，只允许在5070sec之间完成，其升温速率为之间完成，其升温速率为0.961.34/sec，要求升温速，要求升温速率比有铅高率比有铅高30%左右，另外由于无铅比有铅的熔点高左右，另外由于无铅比有铅的熔点高34，温度越高升温越困难，温度越高升温越困难，如果升温速率提不上去，如果升温速率提不上去，长时间处在高温下会使焊膏中助焊剂提前结束活化反应，长时间处在高温下会使焊膏中助焊剂提前结束活化反应，严重时会使严重时会使PCB焊盘，元件引脚和焊膏中的焊料合金在焊盘，元件引脚和焊膏中的焊料合金在高温下重新氧化而造成焊接不良，因此要求助焊剂浸润高温下重新氧化而造成焊接不良，因此要求助焊剂浸润区有更高的升温斜率。区有更高的升温斜率。c回流区峰值温度回流区峰值温度235与与FR-4基材基材PCB的极限温度的极限温度2400C）差工艺窗口仅为）差工艺窗口仅为5。如果。如果PCB表面温度表面温度是均匀的，是均匀的，那么实际工艺允许有那么实际工艺允许有5的误差。假若的误差。假若PCB表面有温度误差表面有温度误差t5，那么，那么PCB某处已超过某处已超过FR-4基材基材PCB的极限温度的极限温度240，会损坏，会损坏PCB。对于简单的产品，峰值温度对于简单的产品，峰值温度235240可以满足要可以满足要求；但是对于复杂产品，可能需要求；但是对于复杂产品，可能需要260才能焊好。因才能焊好。因此此FR-4基材基材PCB就不能满足要求了。就不能满足要求了。在实际回流焊中，如果最小峰值温度为在实际回流焊中，如果最小峰值温度为235，最大峰，最大峰值温度取决于板面的温差值温度取决于板面的温差t，它取决于板的尺寸、厚，它取决于板的尺寸、厚度、层数、元件布局、度、层数、元件布局、Cu的分布以及元件尺寸和热容的分布以及元件尺寸和热容量。拥有大而复杂元件如量。拥有大而复杂元件如CBGA、CCGA等的大、等的大、厚印制板，典型厚印制板，典型t高达高达2025。为了减小为了减小t，满足小的无铅工艺窗口。炉子的热容量，满足小的无铅工艺窗口。炉子的热容量也是很重要的因素。要求再流焊炉横向温差也是很重要的因素。要求再流焊炉横向温差2，同，同时要求有两个回流加热区。时要求有两个回流加热区。d由于焊接温度高，为了防止由于焊点冷却凝固时间过由于焊接温度高，为了防止由于焊点冷却凝固时间过长，造成焊点结晶颗粒长大；另外，加速冷却可以防止长，造成焊点结晶颗粒长大；另外，加速冷却可以防止产生偏析，避免枝状结晶的形成，因此要求焊接设备增产生偏析，避免枝状结晶的形成，因此要求焊接设备增加冷却装置，使焊点快速降温。加冷却装置，使焊点快速降温。e由于高温，由于高温，PCB容易变形，特别是拼板，因此对于大容易变形，特别是拼板，因此对于大尺寸的尺寸的PCB需要增加中间支撑。需要增加中间支撑。fN2保护能够改善润湿性，提高焊点质量保护能够改善润湿性，提高焊点质量g为了减小炉子横向温差为了减小炉子横向温差t，采取措施：带加热器的导，采取措施：带加热器的导轨、选用散热性小的材料、定轨向炉内缩进等技术。轨、选用散热性小的材料、定轨向炉内缩进等技术。浸润性差浸润性差应对措施：应对措施：改良助焊剂活性改良助焊剂活性修改模板开口设计修改模板开口设计提高印刷、贴装精度提高印刷、贴装精度N2保护保护焊盘暴露铜焊盘暴露铜焊盘暴露铜焊盘暴露铜 无铅波峰焊接的主要特点也是：无铅波峰焊接的主要特点也是：无铅波峰焊接的主要特点也是：无铅波峰焊接的主要特点也是： 高温、润湿性差、工艺窗口小。高温、润湿性差、工艺窗口小。高温、润湿性差、工艺窗口小。高温、润湿性差、工艺窗口小。与再流焊相比，波峰焊从有铅转向无铅焊接的工艺与再流焊相比，波峰焊从有铅转向无铅焊接的工艺与再流焊相比，波峰焊从有铅转向无铅焊接的工艺与再流焊相比，波峰焊从有铅转向无铅焊接的工艺难度要大得多。难度要大得多。难度要大得多。难度要大得多。过渡阶段铅污染问题：如果混入有铅元件，引脚表过渡阶段铅污染问题：如果混入有铅元件，引脚表过渡阶段铅污染问题：如果混入有铅元件，引脚表过渡阶段铅污染问题：如果混入有铅元件，引脚表面微量的铅还会引起面微量的铅还会引起面微量的铅还会引起面微量的铅还会引起Lift-offLift-offLift-offLift-off焊点剥离现象等焊点剥离现象等焊点剥离现象等焊点剥离现象等焊接缺陷，将严重影响焊点可靠性。焊接缺陷，将严重影响焊点可靠性。焊接缺陷，将严重影响焊点可靠性。焊接缺陷，将严重影响焊点可靠性。高温氧化问题高温氧化问题高温氧化问题高温氧化问题无铅波峰焊特点及对策无铅波峰焊特点及对策Sn3Ag0.5Cu双波峰焊实时温度曲线双波峰焊实时温度曲线有铅和无铅波峰焊温度曲线比较示意图有铅和无铅波峰焊温度曲线比较示意图用于波峰焊的焊料：用于波峰焊的焊料：用于波峰焊的焊料：用于波峰焊的焊料：Sn-CuSn-CuSn-CuSn-Cu或或或或 Sn-Cu-Ni Sn-Cu-Ni Sn-Cu-Ni Sn-Cu-Ni，熔点，熔点，熔点，熔点227227227227。少量。少量。少量。少量的的的的NiNiNiNi可增加流动性和延伸率，减少残渣量。可增加流动性和延伸率，减少残渣量。可增加流动性和延伸率，减少残渣量。可增加流动性和延伸率，减少残渣量。高可靠的产品可采用高可靠的产品可采用高可靠的产品可采用高可靠的产品可采用Sn/Ag/CuSn/Ag/CuSn/Ag/CuSn/Ag/Cu焊料，但不推荐，焊料，但不推荐，焊料，但不推荐，焊料，但不推荐， 因为因为因为因为AgAgAgAg的成的成的成的成本高，同时也会腐蚀本高，同时也会腐蚀本高，同时也会腐蚀本高，同时也会腐蚀SnSnSnSn锅。锅。锅。锅。对不锈钢腐蚀率：对不锈钢腐蚀率：对不锈钢腐蚀率：对不锈钢腐蚀率：Sn3Ag0.5Cu Sn0.7Cu Sn0.7Cu0.05NiSn3Ag0.5Cu Sn0.7Cu Sn0.7Cu0.05NiSn3Ag0.5Cu Sn0.7Cu Sn0.7Cu0.05NiSn3Ag0.5Cu Sn0.7Cu Sn0.7Cu0.05Ni对对对对Cu Cu Cu Cu 腐蚀率：腐蚀率：腐蚀率：腐蚀率：Sn3Ag.5Cu Sn37Pb Sn0.7Cu0.05NiSn3Ag.5Cu Sn37Pb Sn0.7Cu0.05NiSn3Ag.5Cu Sn37Pb Sn0.7Cu0.05NiSn3Ag.5Cu Sn37Pb Sn0.7Cu0.05Ni特别注意：（由于浸析现象）特别注意：（由于浸析现象）采用采用Sn3Ag0.5Cu焊料进行波峰焊时对焊料进行波峰焊时对PCB的的Cu布布线有腐蚀作用，将线有腐蚀作用，将Cu比例从比例从0.5%提高到提高到0.7%，使焊料中使焊料中Cu处于饱和状态，可以减轻或避免对处于饱和状态，可以减轻或避免对Cu布线的腐蚀。布线的腐蚀。根据所选合金，需要根据所选合金，需要255275255275炉温，炉温， Sn Sn在高温在高温下有溶蚀下有溶蚀SnSn锅的现象，采用钛合金钢锅的现象，采用钛合金钢SnSn锅、或在锅、或在锅内壁镀防护层。由于工艺窗口小，要求锅内壁镀防护层。由于工艺窗口小，要求SnSn锅温锅温度均匀，度均匀，22。由于润湿性差，需要改良助焊剂，并增加一些涂由于润湿性差，需要改良助焊剂，并增加一些涂覆量。覆量。由于助焊剂涂覆量多，同时由于水基溶剂助焊剂需要充由于助焊剂涂覆量多，同时由于水基溶剂助焊剂需要充分地将水分挥发掉，另外由于高熔点，为了使分地将水分挥发掉，另外由于高熔点，为了使PCBPCB内外内外温度均匀，促进润湿和通孔内的爬升高度，主要措施：温度均匀，促进润湿和通孔内的爬升高度，主要措施： 预热区要加长，提高预热区要加长，提高PCBPCB预热温度到预热温度到100130100130。但提高。但提高预热温度会加快氧化；预热温度会加快氧化；增加中间支撑，预防高温引起增加中间支撑，预防高温引起 PCB PCB变形。变形。增加冷却装置，使焊点快速降温。但对增加冷却装置，使焊点快速降温。但对SnSn锅吹风会影响锅吹风会影响焊接温度，另外降温速度过快容易造成元件开裂尤其焊接温度，另外降温速度过快容易造成元件开裂尤其陶瓷电容）。陶瓷电容）。在预热区末端、两个波之间插入加热元件在预热区末端、两个波之间插入加热元件 在预热区末端与波峰之间插入加热元件，防止在预热区末端与波峰之间插入加热元件，防止在预热区末端与波峰之间插入加热元件，防止在预热区末端与波峰之间插入加热元件，防止PCBPCB降温。降温。降温。降温。 两两两两个个个个波波波波之之之之间间间间的的的的距距距距离离离离要要要要短短短短一一一一些些些些，或或或或在在在在第第第第一一一一波波波波与与与与第第第第二二二二波波波波之之之之间间间间插插插插入入入入加加加加热热热热元元元元件，防止由于件，防止由于件，防止由于件，防止由于PCBPCB降温造成焊锡凝固，焊接时间降温造成焊锡凝固，焊接时间降温造成焊锡凝固，焊接时间降温造成焊锡凝固，焊接时间34s34s； 适当提高波峰高度，增加锡波向上的压力。适当提高波峰高度，增加锡波向上的压力。适当提高波峰高度，增加锡波向上的压力。适当提高波峰高度，增加锡波向上的压力。t双波峰焊实时温度曲线双波峰焊实时温度曲线在预热区末端、两个波之间插入加热元件在预热区末端、两个波之间插入加热元件在预热区末端、两个波之间插入加热元件在预热区末端、两个波之间插入加热元件要密切关注要密切关注Sn-Cu焊料中焊料中Cu比例，比例，Cu的成分改变的成分改变0.2%，液相温度改变多达，液相温度改变多达6。这样的改变可能导致动力学。这样的改变可能导致动力学的改变以及焊接质量的改变的改变以及焊接质量的改变。过量。过量Cu会在焊料内出现会在焊料内出现粗化结晶物，造成熔融焊料的黏度增加，影响润湿性和粗化结晶物，造成熔融焊料的黏度增加，影响润湿性和焊点机械强度。焊点机械强度。Cu比例超过比例超过1%，必须换新焊料。由于，必须换新焊料。由于Cu随工作时间不断增多，因此一般选择低随工作时间不断增多，因此一般选择低Cu合金，补合金，补充焊料时添加纯锡，但很难控制合金的比例。充焊料时添加纯锡，但很难控制合金的比例。 Sn-Cu Sn-Cu Sn-Cu Sn-Cu焊料中焊料中焊料中焊料中CuCuCuCu比例比例比例比例0.75wt%0.75wt%0.75wt%0.75wt%为共晶点，此时的为共晶点，此时的为共晶点，此时的为共晶点，此时的Lift-offLift-offLift-offLift-off焊点剥离的几率最小，离开焊点剥离的几率最小，离开焊点剥离的几率最小，离开焊点剥离的几率最小，离开0.75wt%0.75wt%0.75wt%0.75wt%越越越越远越容易发生。远越容易发生。远越容易发生。远越容易发生。Sn-Cu合金二元相图合金二元相图Sn-CuSn-Cu的液相线的液相线的液相线的液相线 斜率大斜率大斜率大斜率大( (比比比比Sn/PbSn/Pb大十几倍大十几倍大十几倍大十几倍) )，液相温度对成分很敏感。液相温度对成分很敏感。液相温度对成分很敏感。液相温度对成分很敏感。因此少量成分变化，就因此少量成分变化，就因此少量成分变化，就因此少量成分变化，就会使熔点偏移，造成焊会使熔点偏移，造成焊会使熔点偏移，造成焊会使熔点偏移，造成焊接温度的变化。接温度的变化。接温度的变化。接温度的变化。熔点随成分变化而变化熔点随成分变化而变化波峰焊时随着波峰焊时随着波峰焊时随着波峰焊时随着CuCu不断增加，不断增加，不断增加，不断增加，熔点也不断提高。熔点也不断提高。熔点也不断提高。熔点也不断提高。液态液态固态固态最佳焊最佳焊接温度接温度线线Sn-Pb系焊料金相图系焊料金相图Sn-Cu系焊料合金系焊料合金 无铅波峰焊中的无铅波峰焊中的PbPb是有害的杂质，经常监测焊料中是有害的杂质，经常监测焊料中PbPb的比例，要控制焊点中的比例，要控制焊点中PbPb含量含量0.05%0.05%。 插装孔内上锡可能达不到插装孔内上锡可能达不到75%75%（传统（传统Sn/Pb 75%Sn/Pb 75%），）， PCBPCB设计适当增加孔径比，减慢速度和充设计适当增加孔径比，减慢速度和充N2 N2 可以改善。可以改善。 波峰焊后分层波峰焊后分层Lift-offLift-off剥离、裂纹现象较严重。剥离、裂纹现象较严重。 充充N2N2可以减少焊渣的形成，可以不充氮气可以减少焊渣的形成，可以不充氮气N2N2），但），但一定要比有铅焊接更注意每天的清理和日常维护。一定要比有铅焊接更注意每天的清理和日常维护。 波峰焊接设备需要对波峰焊部件、加热部件和焊剂管波峰焊接设备需要对波峰焊部件、加热部件和焊剂管理系统进行特殊维护。理系统进行特殊维护。 无铅焊点的特点无铅焊点的特点浸润性差，扩展性差。浸润性差，扩展性差。无铅焊点外观粗糙。传统的检验标准与无铅焊点外观粗糙。传统的检验标准与AOI需要升级。需要升级。无铅焊点中气孔较多，尤其有铅焊端与无铅焊料混用时，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。去，造成气孔。但气孔不影响机械强度。缺陷多缺陷多由于浸润性差，使自定位效应减弱。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。浸润性差，要求助焊剂活性高。无铅再流焊焊点无铅再流焊焊点无铅波峰焊焊点无铅波峰焊焊点插装孔中焊料填充不充分插装孔中焊料填充不充分插装孔中焊料填充不充分插装孔中焊料填充不充分 热撕裂或收缩孔热撕裂或收缩孔热撕裂或收缩孔热撕裂或收缩孔无铅焊接常见缺陷无铅焊接常见缺陷无铅焊点润湿性差无铅焊点润湿性差要说服客户理解。要说服客户理解。气孔多气孔多外观粗糙外观粗糙润湿角大润湿角大没有半月形没有半月形无铅焊点评判标准无铅焊点评判标准IPC-A-610DIPC-A-610ELeadFreeInspectionLeadFreeSolderPasteGrainySurface表面粗糙LeadedSolderPasteSmooth&ShinySurface表面光滑、光亮Wetting is Reduced with Lead FreeStandard Eutectic Solder JointLead Free Solder JointTypical Good Wetting Visible Fillet润湿好润湿好Reduced WettingNo Visible Fillet润湿减少润湿减少三无铅焊接对焊接设备的要求三无铅焊接对焊接设备的要求（1 1无铅焊接对再流焊设备的要求无铅焊接对再流焊设备的要求（2 2无铅焊接对波峰焊设备的要求无铅焊接对波峰焊设备的要求（3 3无铅焊接对返修设备的要求无铅焊接对返修设备的要求（1 1无铅焊接对再流焊设备的要求无铅焊接对再流焊设备的要求耐耐350以上高温，抗腐蚀。以上高温，抗腐蚀。设备横向温度均匀，横向温差设备横向温度均匀，横向温差2，必要时对导，必要时对导轨加热或采用特殊材料的导轨。轨加热或采用特殊材料的导轨。升温、预热区长度要加长，满足缓慢升温的要求。升温、预热区长度要加长，满足缓慢升温的要求。要求有两个回流加热区或提高加热效率。要求有两个回流加热区或提高加热效率。增加冷却装置，使焊点快速降温。增加冷却装置，使焊点快速降温。对于大尺寸的对于大尺寸的PCB需要增加中间支撑。需要增加中间支撑。增加助焊剂回收装置，减少对设备和环境的污染。增加助焊剂回收装置，减少对设备和环境的污染。无铅再流焊设备是否一定要求无铅再流焊设备是否一定要求8温区、温区、10温区？温区？要对现有设备进行分析，要对现有设备进行分析，要对现有设备进行分析，要对现有设备进行分析，做工艺试验、可靠性分析或认证，做工艺试验、可靠性分析或认证，做工艺试验、可靠性分析或认证，做工艺试验、可靠性分析或认证，只要温度曲线和可靠性满足无铅要求、只要温度曲线和可靠性满足无铅要求、只要温度曲线和可靠性满足无铅要求、只要温度曲线和可靠性满足无铅要求、就可以使用。就可以使用。就可以使用。就可以使用。对无铅再流焊设备的主要要求：对无铅再流焊设备的主要要求：缓慢升温缓慢升温助焊剂活化区快速升温，要求回流区热效率助焊剂活化区快速升温，要求回流区热效率高，能够快速升到回流温度。高，能够快速升到回流温度。快速冷却受控冷却）快速冷却受控冷却）（2 2无铅焊接对波峰焊设备的要求无铅焊接对波峰焊设备的要求耐高温，抗腐蚀，采用钛合金钢耐高温，抗腐蚀，采用钛合金钢Sn锅、或在锅内壁镀锅、或在锅内壁镀防护层。并要求防护层。并要求Sn锅温度均匀，锅温度均匀，2。预热区长度要加长，满足缓慢升温的要求。预热区长度要加长，满足缓慢升温的要求。预热区采用热风加热器或通风，有利于水汽挥发。预热区采用热风加热器或通风，有利于水汽挥发。增加中间支撑，预防高温引起增加中间支撑，预防高温引起PCB变形。变形。增加冷却装置，使焊点快速降温。增加冷却装置，使焊点快速降温。充充N2可以减少焊渣的形成。可以减少焊渣的形成。增加助焊剂回收装置，减少对设备和环境的污染。增加助焊剂回收装置，减少对设备和环境的污染。（3 3无铅焊接对返修设备的要求无铅焊接对返修设备的要求耐高温，抗腐蚀。耐高温，抗腐蚀。提高加热效率。提高加热效率。增加底部预热面积和预热温度，尽量使增加底部预热面积和预热温度，尽量使PCB温度均匀。温度均匀。增加中间支撑，预防高温引起增加中间支撑，预防高温引起PCB变形。变形。四无铅产品设计及工艺控制四无铅产品设计及工艺控制（1 1 1 1无铅产品工艺设计无铅产品工艺设计无铅产品工艺设计无铅产品工艺设计（2 2 2 2无铅产品无铅产品无铅产品无铅产品PCBPCBPCBPCB设计设计设计设计（3 3 3 3印刷工艺印刷工艺印刷工艺印刷工艺（4 4 4 4贴装贴装贴装贴装（5 5 5 5再流焊再流焊再流焊再流焊（6 6 6 6波峰焊波峰焊波峰焊波峰焊（7 7 7 7检测检测检测检测（8 8 8 8关于无铅返修关于无铅返修关于无铅返修关于无铅返修（9 9 9 9无铅清洗无铅清洗无铅清洗无铅清洗1. 1. 无铅产品工艺设计无铅产品工艺设计首先要确定组装方式及工艺流程首先要确定组装方式及工艺流程首先要确定组装方式及工艺流程首先要确定组装方式及工艺流程组装质量组装质量组装质量组装质量生产效率生产效率生产效率生产效率制造成本制造成本制造成本制造成本组装方式与工艺流程设计合理与否，直接影响：组装方式与工艺流程设计合理与否，直接影响：组装方式与工艺流程设计合理与否，直接影响：组装方式与工艺流程设计合理与否，直接影响：组装方式与工艺流程设计原则：组装方式与工艺流程设计原则：选择最简单、质量最优秀的工艺选择最简单、质量最优秀的工艺选择最简单、质量最优秀的工艺选择最简单、质量最优秀的工艺选择自动化程度最高、劳动强度最小的工艺选择自动化程度最高、劳动强度最小的工艺选择自动化程度最高、劳动强度最小的工艺选择自动化程度最高、劳动强度最小的工艺工艺流程路线最短工艺流程路线最短工艺流程路线最短工艺流程路线最短工艺材料的种类最少工艺材料的种类最少工艺材料的种类最少工艺材料的种类最少选择加工成本最低的工艺选择加工成本最低的工艺选择加工成本最低的工艺选择加工成本最低的工艺无铅工艺流程设计无铅工艺流程设计尽量采用再流焊方式尽量采用再流焊方式尽量采用再流焊方式尽量采用再流焊方式 （不采用或少采用波峰焊、手工焊工艺）（不采用或少采用波峰焊、手工焊工艺）（不采用或少采用波峰焊、手工焊工艺）（不采用或少采用波峰焊、手工焊工艺）通孔元件再流焊工艺通孔元件再流焊工艺通孔元件再流焊工艺通孔元件再流焊工艺 （适用于少量通孔插装元件（适用于少量通孔插装元件（适用于少量通孔插装元件（适用于少量通孔插装元件THCTHCTHCTHC时）时）时）时）选择性波峰焊机是无铅波峰焊的良好选择选择性波峰焊机是无铅波峰焊的良好选择选择性波峰焊机是无铅波峰焊的良好选择选择性波峰焊机是无铅波峰焊的良好选择 （适用于高可靠、及无铅）（适用于高可靠、及无铅）（适用于高可靠、及无铅）（适用于高可靠、及无铅）一些单面板以及通孔元件非常多的情况，还是需一些单面板以及通孔元件非常多的情况，还是需一些单面板以及通孔元件非常多的情况，还是需一些单面板以及通孔元件非常多的情况，还是需要采用传统波峰焊工艺。（适用于消费类产品）要采用传统波峰焊工艺。（适用于消费类产品）要采用传统波峰焊工艺。（适用于消费类产品）要采用传统波峰焊工艺。（适用于消费类产品）通孔元件再流焊工艺通孔元件再流焊工艺三种选择性波峰焊工艺三种选择性波峰焊工艺三种选择性波峰焊工艺三种选择性波峰焊工艺1 1 1 1、掩膜板波峰焊，为每种、掩膜板波峰焊，为每种、掩膜板波峰焊，为每种、掩膜板波峰焊，为每种PCBPCBPCBPCB设计专用掩膜板，保护已设计专用掩膜板，保护已设计专用掩膜板，保护已设计专用掩膜板，保护已焊好的表面贴装器件此方式不需要买专用设备）焊好的表面贴装器件此方式不需要买专用设备）焊好的表面贴装器件此方式不需要买专用设备）焊好的表面贴装器件此方式不需要买专用设备）2 2 2 2、拖焊工艺：在单个小焊嘴焊锡波上拖焊。适用于少、拖焊工艺：在单个小焊嘴焊锡波上拖焊。适用于少、拖焊工艺：在单个小焊嘴焊锡波上拖焊。适用于少、拖焊工艺：在单个小焊嘴焊锡波上拖焊。适用于少量焊点及单排引脚量焊点及单排引脚量焊点及单排引脚量焊点及单排引脚 。3 3 3 3、浸焊工艺：机械臂携带待焊、浸焊工艺：机械臂携带待焊、浸焊工艺：机械臂携带待焊、浸焊工艺：机械臂携带待焊PCBPCBPCBPCB浸入固定位置焊嘴组浸入固定位置焊嘴组浸入固定位置焊嘴组浸入固定位置焊嘴组的焊锡波上多焊锡波）。浸入选择焊系统有多个焊锡的焊锡波上多焊锡波）。浸入选择焊系统有多个焊锡的焊锡波上多焊锡波）。浸入选择焊系统有多个焊锡的焊锡波上多焊锡波）。浸入选择焊系统有多个焊锡嘴，与嘴，与嘴，与嘴，与PCBPCBPCBPCB待焊点是一对一设计的待焊点是一对一设计的待焊点是一对一设计的待焊点是一对一设计的 。因而对不同的。因而对不同的。因而对不同的。因而对不同的PCBPCBPCBPCB需制作专用的焊锡嘴需制作专用的焊锡嘴需制作专用的焊锡嘴需制作专用的焊锡嘴 。选择性波峰焊机是无铅波峰焊的良好选择选择性波峰焊机是无铅波峰焊的良好选择掩膜板选择性波峰焊工艺掩膜板选择性波峰焊工艺掩膜板波峰焊，为每种掩膜板波峰焊，为每种掩膜板波峰焊，为每种掩膜板波峰焊，为每种SMASMASMASMA设计专用掩膜板，设计专用掩膜板，设计专用掩膜板，设计专用掩膜板，保护已焊好的表面贴装元器件。保护已焊好的表面贴装元器件。保护已焊好的表面贴装元器件。保护已焊好的表面贴装元器件。（此方式避免了对（此方式避免了对（此方式避免了对（此方式避免了对SMC/SMDSMC/SMDSMC/SMDSMC/SMD的波峰焊）的波峰焊）的波峰焊）的波峰焊）主面主面辅面辅面工艺流程工艺流程工艺流程工艺流程B B B B面再流焊面再流焊面再流焊面再流焊 A A A A面再流焊面再流焊面再流焊面再流焊 B B B B面掩膜波峰焊面掩膜波峰焊面掩膜波峰焊面掩膜波峰焊合成石掩膜板合成石掩膜板合成石掩膜板合成石掩膜板合成石治具合成石治具合成石治具合成石治具选择性波峰焊机选择性波峰焊机2.无铅产品无铅产品PCB设计设计 选择无铅元器件选择无铅元器件选择无铅元器件选择无铅元器件 选择无铅选择无铅选择无铅选择无铅PCBPCBPCBPCB材料及焊盘涂镀层材料及焊盘涂镀层材料及焊盘涂镀层材料及焊盘涂镀层 选择无铅焊接材料包括合金和助焊剂）选择无铅焊接材料包括合金和助焊剂）选择无铅焊接材料包括合金和助焊剂）选择无铅焊接材料包括合金和助焊剂） 无铅产品无铅产品无铅产品无铅产品PCBPCBPCBPCB设计设计设计设计 选择无铅元器件选择无铅元器件 必须考虑元件的耐热性问题必须考虑元件的耐热性问题 （避免高温损伤元器件的封装与内部连接）（避免高温损伤元器件的封装与内部连接） 必须考虑焊料和元器件表面镀层材料的相容性必须考虑焊料和元器件表面镀层材料的相容性 （材料不相容会影响焊点连接强度）（材料不相容会影响焊点连接强度） 对湿度敏感器件对湿度敏感器件(MSD)(MSD)的管理和控制措施的管理和控制措施 （高温损伤湿敏器件）（高温损伤湿敏器件）选择无铅元器件考虑因素：选择无铅元器件考虑因素：对无铅元件的要求：耐高温和无铅化对无铅元件的要求：耐高温和无铅化 无铅元件耐热性要求无铅元件耐热性要求IPC/JEDEC J-STD-020CIPC/JEDEC J-STD-020CIPC/JEDEC J-STD-020CIPC/JEDEC J-STD-020C对于薄型小体积元器件而言，对于薄型小体积元器件而言，对于薄型小体积元器件而言，对于薄型小体积元器件而言，新标准要求其耐热温度要高达新标准要求其耐热温度要高达新标准要求其耐热温度要高达新标准要求其耐热温度要高达260 260 260 260 焊料和元器件表面镀层材料的相容性焊料和元器件表面镀层材料的相容性无铅元器件焊端镀层材料的种类最多最复杂无铅元器件焊端镀层材料的种类最多最复杂无铅元器件焊端镀层材料的种类最多最复杂无铅元器件焊端镀层材料的种类最多最复杂可能会存在某些失配现象，造成可靠性问题可能会存在某些失配现象，造成可靠性问题可能会存在某些失配现象，造成可靠性问题可能会存在某些失配现象，造成可靠性问题 例如：例如：例如：例如：BiBiBiBi在凝固过程中会发生偏析，在凝固过程中会发生偏析，在凝固过程中会发生偏析，在凝固过程中会发生偏析，在焊区底部形成低熔点相。导致焊在焊区底部形成低熔点相。导致焊在焊区底部形成低熔点相。导致焊在焊区底部形成低熔点相。导致焊缝浮起，也称为焊点剥离现象缝浮起，也称为焊点剥离现象缝浮起，也称为焊点剥离现象缝浮起，也称为焊点剥离现象Fillet-LiftingFillet-LiftingFillet-LiftingFillet-Lifting）无铅元件焊端镀层无铅元件焊端镀层无铅元件焊端镀层无铅元件焊端镀层SnSnSnSnNi-Au Ni-Au Ni-Au Ni-Au Ni-Pd-Au Ni-Pd-Au Ni-Pd-Au Ni-Pd-Au Sn-Ag-CuSn-Ag-CuSn-Ag-CuSn-Ag-CuSn-CuSn-CuSn-CuSn-CuSn-BiSn-BiSn-BiSn-Bi等等等等 对湿度敏感器件对湿度敏感器件(MSD)(MSD)的管理和控制措施的管理和控制措施( (在在“无铅生产物料管理中详细介绍无铅生产物料管理中详细介绍) )无铅焊接温度高，潮湿敏感元器件由于高温而失效的无铅焊接温度高，潮湿敏感元器件由于高温而失效的无铅焊接温度高，潮湿敏感元器件由于高温而失效的无铅焊接温度高，潮湿敏感元器件由于高温而失效的几率非常高，因此在无铅工艺中要特别注意对湿度敏几率非常高，因此在无铅工艺中要特别注意对湿度敏几率非常高，因此在无铅工艺中要特别注意对湿度敏几率非常高，因此在无铅工艺中要特别注意对湿度敏感器件感器件感器件感器件(MSD)(MSD)(MSD)(MSD)的管理并采取有效措施。的管理并采取有效措施。的管理并采取有效措施。的管理并采取有效措施。 例如：例如：例如：例如：设计在明细表中应注明元件潮湿敏感度；设计在明细表中应注明元件潮湿敏感度；设计在明细表中应注明元件潮湿敏感度；设计在明细表中应注明元件潮湿敏感度；工艺要对湿敏元件做时间控制标签，做到受控管理；工艺要对湿敏元件做时间控制标签，做到受控管理；工艺要对湿敏元件做时间控制标签，做到受控管理；工艺要对湿敏元件做时间控制标签，做到受控管理；对已受潮元件进行去潮处理。对已受潮元件进行去潮处理。对已受潮元件进行去潮处理。对已受潮元件进行去潮处理。 选择无铅选择无铅PCBPCB材料及焊盘涂镀层材料及焊盘涂镀层 无铅对无铅对PCBPCB材料的要求材料的要求 如何选择无铅如何选择无铅PCBPCB材料材料 如何选择无铅如何选择无铅PCBPCB焊盘涂镀层焊盘涂镀层 无铅对无铅对PCB材料的要求材料的要求无铅工艺要求高玻璃化转变温度无铅工艺要求高玻璃化转变温度无铅工艺要求高玻璃化转变温度无铅工艺要求高玻璃化转变温度g g g g150150150150170170170170） 要求低热膨胀系数要求低热膨胀系数要求低热膨胀系数要求低热膨胀系数CTECTECTECTE( ( ( (径向、纬向尺寸变化稳定性好径向、纬向尺寸变化稳定性好径向、纬向尺寸变化稳定性好径向、纬向尺寸变化稳定性好要求高的要求高的要求高的要求高的PCBPCBPCBPCB分解温度分解温度分解温度分解温度d d d d340340340340）高耐热性：高耐热性：高耐热性：高耐热性：T288T288T288T288耐耐耐耐288288288288的高温剥离强度，不分层）的高温剥离强度，不分层）的高温剥离强度，不分层）的高温剥离强度，不分层）PCBPCBPCBPCB吸水率小吸水率小吸水率小吸水率小PCBPCBPCBPCB吸潮也会造成焊接缺陷）吸潮也会造成焊接缺陷）吸潮也会造成焊接缺陷）吸潮也会造成焊接缺陷）低成本低成本低成本低成本如何选择无铅如何选择无铅PCB材料材料根据产品的功能、性能指标以及产品的档次选择根据产品的功能、性能指标以及产品的档次选择PCBPCB；对于一般的无铅电子产品采用对于一般的无铅电子产品采用FR4FR4环氧玻璃纤维基板；环氧玻璃纤维基板；复杂的无铅电子产品可选择高复杂的无铅电子产品可选择高TgTg150150170170）的）的FR-4FR-4；高可靠及厚板采用高可靠及厚板采用FR-5FR-5；考虑低成本的无铅电子产品可选择考虑低成本的无铅电子产品可选择CEM-1CEM-1和和 CEM-3 CEM-3；对于使用环境温度较高或挠性电路板采用聚酰亚胺玻璃纤对于使用环境温度较高或挠性电路板采用聚酰亚胺玻璃纤维基板；维基板；对于散热要求高的高可靠电路板采用金属基板；对于散热要求高的高可靠电路板采用金属基板；对于高频电路则需要采用聚四氟乙烯玻璃纤维基板。对于高频电路则需要采用聚四氟乙烯玻璃纤维基板。如何选择无铅如何选择无铅PCB焊盘涂镀层焊盘涂镀层主要考虑因素：主要考虑因素：主要考虑因素：主要考虑因素：PCBPCBPCBPCB焊盘涂镀层与焊料的相容性焊盘涂镀层与焊料的相容性焊盘涂镀层与焊料的相容性焊盘涂镀层与焊料的相容性PCBPCBPCBPCB焊盘涂镀层与工艺的相容性焊盘涂镀层与工艺的相容性焊盘涂镀层与工艺的相容性焊盘涂镀层与工艺的相容性(a) (a) 无铅焊料合金热风整平无铅焊料合金热风整平HASLHASL）(b) ENIG(b) ENIGNi/AuNi/Au）(c) (c) 浸银工艺浸银工艺I IAgAg）(d) (d) 浸锡浸锡I ISnSn）(e) OSP(e) OSP无铅无铅PCBPCB焊盘涂镀层种类：焊盘涂镀层种类：(a)用非铅金属或无铅焊料合金用非铅金属或无铅焊料合金取代取代Sn/Pb热风整平热风整平HASL）热风整平需要热熔，通过热风整平涂覆在焊盘上，保护焊热风整平需要热熔，通过热风整平涂覆在焊盘上，保护焊热风整平需要热熔，通过热风整平涂覆在焊盘上，保护焊热风整平需要热熔，通过热风整平涂覆在焊盘上，保护焊盘，可焊性好，镀层厚度为盘，可焊性好，镀层厚度为盘，可焊性好，镀层厚度为盘，可焊性好，镀层厚度为7 711m11m；HASLHASL焊料的厚度和焊盘的平整度园顶形很难控制，焊料的厚度和焊盘的平整度园顶形很难控制，焊料的厚度和焊盘的平整度园顶形很难控制，焊料的厚度和焊盘的平整度园顶形很难控制，很难贴装窄间距元件很难贴装窄间距元件很难贴装窄间距元件很难贴装窄间距元件 。无铅无铅无铅无铅HASLHASL：即用非铅金属或无铅焊料合金取代：即用非铅金属或无铅焊料合金取代：即用非铅金属或无铅焊料合金取代：即用非铅金属或无铅焊料合金取代Pb-SnPb-Sn。(b)化学镀化学镀Ni和浸镀金和浸镀金ENIG）化学镀化学镀化学镀化学镀NiNiNiNi和浸镀金和浸镀金和浸镀金和浸镀金ENIGENIGENIGENIG具有良好的可焊性，用于印制具有良好的可焊性，用于印制具有良好的可焊性，用于印制具有良好的可焊性，用于印制插头金手指）、触摸屏开关处。插头金手指）、触摸屏开关处。插头金手指）、触摸屏开关处。插头金手指）、触摸屏开关处。NiNiNiNi作为隔离层和可焊的镀层，要求厚度作为隔离层和可焊的镀层，要求厚度作为隔离层和可焊的镀层，要求厚度作为隔离层和可焊的镀层，要求厚度3um 3um 3um 3um ；AuAuAuAu是是是是NiNiNiNi的保护层的保护层的保护层的保护层 ，AuAuAuAu能与焊料中的能与焊料中的能与焊料中的能与焊料中的SnSnSnSn形成金锡间共价化形成金锡间共价化形成金锡间共价化形成金锡间共价化合物合物合物合物AuSn4AuSn4AuSn4AuSn4），在焊点中金的含量超过），在焊点中金的含量超过），在焊点中金的含量超过），在焊点中金的含量超过3%3%3%3%会使焊点变脆，会使焊点变脆，会使焊点变脆，会使焊点变脆，过多的过多的过多的过多的AuAuAuAu原子替代原子替代原子替代原子替代NiNiNiNi原子，因为太多的原子，因为太多的原子，因为太多的原子，因为太多的AuAuAuAu溶解到焊点里溶解到焊点里溶解到焊点里溶解到焊点里无论是无论是无论是无论是Sn-PbSn-PbSn-PbSn-Pb还是还是还是还是Sn-Ag-CuSn-Ag-CuSn-Ag-CuSn-Ag-Cu都将引起都将引起都将引起都将引起“金脆金脆金脆金脆”。所以一。所以一。所以一。所以一定要限定定要限定定要限定定要限定AuAuAuAu层的厚度，用于焊接的层的厚度，用于焊接的层的厚度，用于焊接的层的厚度，用于焊接的AuAuAuAu层厚度层厚度层厚度层厚度1111 m (ENIG m (ENIG m (ENIG m (ENIG ：0.050.050.050.050.30.30.30.3 m m m m，最好控制在，最好控制在，最好控制在，最好控制在0.050.050.050.050.150.150.150.15 m)m)m)m)；如果镀镍工艺控制不稳定，会造成如果镀镍工艺控制不稳定，会造成如果镀镍工艺控制不稳定，会造成如果镀镍工艺控制不稳定，会造成“黑焊盘景象。黑焊盘景象。黑焊盘景象。黑焊盘景象。“黑焊盘问题黑焊盘问题Black Pads in ENIG Black Pads in ENIG finishesfinishes黑焊盘处手指一推，元件就会掉下来黑焊盘处手指一推，元件就会掉下来黑焊盘处手指一推，元件就会掉下来黑焊盘处手指一推，元件就会掉下来黑焊盘是黑焊盘是黑焊盘是黑焊盘是PCBPCBPCBPCB制造厂的问题制造厂的问题制造厂的问题制造厂的问题黑盘的显微观察黑盘的显微观察黑盘失效的焊盘表面黑盘失效的焊盘表面黑盘失效的焊盘表面黑盘失效的焊盘表面放大放大放大放大50005000倍）倍）倍）倍） “黑焊盘现象的产生原因黑焊盘现象的产生原因（1 1PCBPCB焊焊盘盘金金镀镀层层和和镍镍镀镀层层结结构构不不够够致致密密，表表面面存存在在裂裂缝缝，空空气气中中的水份容易进入，以及浸金工艺中的酸液容易残留在镍镀层中。的水份容易进入，以及浸金工艺中的酸液容易残留在镍镀层中。（2 2镍镍镀镀层层中中磷磷含含量量偏偏高高或或偏偏低低，导导致致镀镀层层耐耐酸酸腐腐蚀蚀性性差差，易易发发生生腐腐蚀变色，出现蚀变色，出现“黑盘景象。（黑盘景象。（PHPH：3 34 4，P P：7 79%9%较好）较好）（3 3镀镍后没有将酸性镀液清洗干净镀镍后没有将酸性镀液清洗干净, ,长时间长时间 Ni Ni被酸腐蚀。被酸腐蚀。（4 4作作为为可可焊焊性性保保护护性性涂涂覆覆层层的的AuAu层层在在焊焊接接时时会会完完全全溶溶融融到到焊焊料料中中，而而被被氧氧化化或或腐腐蚀蚀的的NiNi镀镀层层由由于于可可焊焊性性差差不不能能与与焊焊料料形形成成良良好好的的金金属属间合金层，最终导致虚焊、或焊点强度不足使元件从间合金层，最终导致虚焊、或焊点强度不足使元件从PCBPCB上脱落。上脱落。ENIG Finish Pad 结构示意图结构示意图CuFR-4基板基板NiAu(c)浸银工艺浸银工艺IAg）浸银工艺浸银工艺I IAgAg是目前使用更多、成本更低廉的替是目前使用更多、成本更低廉的替代工艺，而且更为广泛地被工业界接受。代工艺，而且更为广泛地被工业界接受。I IAgAg的厚度约的厚度约0.10.10.4m0.4m，其可焊性、，其可焊性、ICTICT可探测性、可探测性、以及接触以及接触/ /开关焊盘的性能不如开关焊盘的性能不如Ni-AuNi-Au，但对于大多数，但对于大多数应用却已足够。应用却已足够。对于对于I IAgAg精确的化学配方、厚度、表面平整度、以及精确的化学配方、厚度、表面平整度、以及银层内有机元素的分布，都必须仔细选择和规定，所银层内有机元素的分布，都必须仔细选择和规定，所有的替代工艺都必须适用于有铅和无铅两种工艺。有的替代工艺都必须适用于有铅和无铅两种工艺。 (d)浸锡工艺浸锡工艺ISn）I-SnI-SnI-SnI-Sn就是通过化学方法在裸铜表面沉积一层锡薄膜。就是通过化学方法在裸铜表面沉积一层锡薄膜。就是通过化学方法在裸铜表面沉积一层锡薄膜。就是通过化学方法在裸铜表面沉积一层锡薄膜。锡的沉积厚度应锡的沉积厚度应锡的沉积厚度应锡的沉积厚度应1.0m1.0m1.0m1.0m。 I I I ISnSnSnSn比较便宜。比较便宜。比较便宜。比较便宜。 其主要问题是在浸锡过程中容易产其主要问题是在浸锡过程中容易产其主要问题是在浸锡过程中容易产其主要问题是在浸锡过程中容易产生生生生Cu-SnCu-SnCu-SnCu-Sn金属间化合物，影响可焊性；另一个问题是金属间化合物，影响可焊性；另一个问题是金属间化合物，影响可焊性；另一个问题是金属间化合物，影响可焊性；另一个问题是寿命短，新板的润湿性较好，但存贮一段时间后，或寿命短，新板的润湿性较好，但存贮一段时间后，或寿命短，新板的润湿性较好，但存贮一段时间后，或寿命短，新板的润湿性较好，但存贮一段时间后，或经过经过经过经过1 1 1 1次回流后由于次回流后由于次回流后由于次回流后由于Cu-SnCu-SnCu-SnCu-Sn金属间化合物的不断增长与金属间化合物的不断增长与金属间化合物的不断增长与金属间化合物的不断增长与高温氧化，使润湿性迅速下降快高温氧化，使润湿性迅速下降快高温氧化，使润湿性迅速下降快高温氧化，使润湿性迅速下降快 ，甚至不能承受波，甚至不能承受波，甚至不能承受波，甚至不能承受波峰焊前的一次再流焊峰焊前的一次再流焊峰焊前的一次再流焊峰焊前的一次再流焊 ，因此工艺性较差。，因此工艺性较差。，因此工艺性较差。，因此工艺性较差。一般可应用在一次焊接工艺的消费类电子产品。一般可应用在一次焊接工艺的消费类电子产品。一般可应用在一次焊接工艺的消费类电子产品。一般可应用在一次焊接工艺的消费类电子产品。(e) Cu(e) Cu表面涂覆表面涂覆OSPOSPOSPOSPOSPOSP是有机防氧化保护剂。铜镀层与是有机防氧化保护剂。铜镀层与是有机防氧化保护剂。铜镀层与是有机防氧化保护剂。铜镀层与OSPOSPOSPOSP配合使用，可焊性、配合使用，可焊性、配合使用，可焊性、配合使用，可焊性、导电性，金属化孔内镀铜层厚度大于导电性，金属化孔内镀铜层厚度大于导电性，金属化孔内镀铜层厚度大于导电性，金属化孔内镀铜层厚度大于25252525 m m m m。OSPOSPOSPOSP优点：廉价、涂层薄优点：廉价、涂层薄优点：廉价、涂层薄优点：廉价、涂层薄0.30.30.30.30.50.50.50.5 m m m m）、平面性好，能防）、平面性好，能防）、平面性好，能防）、平面性好，能防止焊盘氧化有利于焊接，在焊接温度下自行分解。止焊盘氧化有利于焊接，在焊接温度下自行分解。止焊盘氧化有利于焊接，在焊接温度下自行分解。止焊盘氧化有利于焊接，在焊接温度下自行分解。缺陷：不能回流很多次，缺陷：不能回流很多次，缺陷：不能回流很多次，缺陷：不能回流很多次， OSP OSP OSP OSP高温失效后引起高温失效后引起高温失效后引起高温失效后引起CuCuCuCu表面氧化，表面氧化，表面氧化，表面氧化，因此双面板回流工艺要注意。另外保存期短因此双面板回流工艺要注意。另外保存期短因此双面板回流工艺要注意。另外保存期短因此双面板回流工艺要注意。另外保存期短3 3 3 3个月）。个月）。个月）。个月）。（目前手机板大多采用（目前手机板大多采用（目前手机板大多采用（目前手机板大多采用OSPOSPOSPOSP涂层）涂层）涂层）涂层）由于无铅焊接温度下涂覆层容易失效，因此传统的由于无铅焊接温度下涂覆层容易失效，因此传统的由于无铅焊接温度下涂覆层容易失效，因此传统的由于无铅焊接温度下涂覆层容易失效，因此传统的OSPOSPOSPOSP材料材料材料材料不适于无铅，需要应用适合无铅不适于无铅，需要应用适合无铅不适于无铅，需要应用适合无铅不适于无铅，需要应用适合无铅OSPOSPOSPOSP材料。材料。材料。材料。目前单面板采用无铅目前单面板采用无铅OSP基本没有问题。基本没有问题。第一，要慎重选择第一，要慎重选择第一，要慎重选择第一，要慎重选择PCBPCBPCBPCB加工厂；加工厂；加工厂；加工厂；第二，采用氮气保护焊接；第二，采用氮气保护焊接；第二，采用氮气保护焊接；第二，采用氮气保护焊接；第三，从工艺上要控制第一次与第二次焊接的时间间隔，第三，从工艺上要控制第一次与第二次焊接的时间间隔，第三，从工艺上要控制第一次与第二次焊接的时间间隔，第三，从工艺上要控制第一次与第二次焊接的时间间隔，一般控制在一般控制在一般控制在一般控制在4 4 4 4小时或小时或小时或小时或2 2 2 2小时以内，有的采用两条生产小时以内，有的采用两条生产小时以内，有的采用两条生产小时以内，有的采用两条生产线分别进行两面加工；线分别进行两面加工；线分别进行两面加工；线分别进行两面加工；第四，还可以选择活性高、可焊性好的助焊剂来配合。第四，还可以选择活性高、可焊性好的助焊剂来配合。第四，还可以选择活性高、可焊性好的助焊剂来配合。第四，还可以选择活性高、可焊性好的助焊剂来配合。双面回流，或一面回流、一面波峰焊时建议：双面回流，或一面回流、一面波峰焊时建议：哪种表面镀覆层最适合无铅呢？哪种表面镀覆层最适合无铅呢？目前暂时还没有结论目前暂时还没有结论必须根据实际产品需要来选择。例如：必须根据实际产品需要来选择。例如：单面单面SMT或单面波峰焊，可使用或单面波峰焊，可使用OSP或浸锡；或浸锡；双面贴装和混装双面贴装和混装SMD与通孔插装的印制电路板使用浸银；如与通孔插装的印制电路板使用浸银；如果使用的是果使用的是OSP，在再流焊和波峰焊时使用氮气或者腐蚀性很小，在再流焊和波峰焊时使用氮气或者腐蚀性很小的助焊剂，可以根据产品灵活掌握，如果使用的助焊剂，可以根据产品灵活掌握，如果使用ENIG就不需要使就不需要使用氮气。在选择表面镀覆层时，氮气的使用、助焊剂的类型和对用氮气。在选择表面镀覆层时，氮气的使用、助焊剂的类型和对成本的敏感性，这些都是重要的因素。成本的敏感性，这些都是重要的因素。总之，选择无铅总之，选择无铅PCB焊盘涂镀层必须考虑焊料、工艺与焊盘涂镀层必须考虑焊料、工艺与PCB焊盘涂焊盘涂镀层的相容性。镀层的相容性。选择无铅焊接材料包括合金和助焊剂）选择无铅焊接材料包括合金和助焊剂）对无铅焊料合金的要求对无铅焊料合金的要求对无铅焊料合金的要求对无铅焊料合金的要求无铅焊料合金介绍无铅焊料合金介绍无铅焊料合金介绍无铅焊料合金介绍目前应用最多的无铅焊料合金目前应用最多的无铅焊料合金目前应用最多的无铅焊料合金目前应用最多的无铅焊料合金无铅焊料合金的选择无铅焊料合金的选择无铅焊料合金的选择无铅焊料合金的选择无铅工艺对助焊剂的要求无铅工艺对助焊剂的要求无铅工艺对助焊剂的要求无铅工艺对助焊剂的要求对无铅焊料合金的要求对无铅焊料合金的要求合金成份中不含铅或其它对环境造成污染的元素。合金成份中不含铅或其它对环境造成污染的元素。合金熔点应与合金熔点应与Sn/Pb合金相接近，在合金相接近，在180230之间。之间。凝固时间要短，有利于形成良好的焊点。凝固时间要短，有利于形成良好的焊点。具有良好的物理特性，如导电性具有良好的物理特性，如导电性/导热性，润湿性、表面张力等。导热性，润湿性、表面张力等。具有良好的化学性能，如耐腐蚀、氧化性，残渣形成、电迁移等。具有良好的化学性能，如耐腐蚀、氧化性，残渣形成、电迁移等。合金的冶金性能良好，与铜、银合金的冶金性能良好，与铜、银-钯、金、钯、金、42号合金、镍等形成优良号合金、镍等形成优良的焊点。焊点的机械性能良好。并要求容易拆卸和返修。的焊点。焊点的机械性能良好。并要求容易拆卸和返修。焊接过程中生成的残渣少。焊接过程中生成的残渣少。具有可制造性，容易加工成焊球、焊片、焊条、焊丝等形式。具有可制造性，容易加工成焊球、焊片、焊条、焊丝等形式。成本合理、资源丰富、便于回收。成本合理、资源丰富、便于回收。 无铅焊料合金介绍无铅焊料合金介绍无无铅铅化化的的核核心心和和首首要要任任务务是是无无铅铅焊焊料料。全全球球范范围围内内共共研研制制出出100多多种种无无铅铅焊焊料料焊焊膏膏33种种，波波峰峰焊焊棒棒材材62种种，丝丝49种），但真正公认能用的只有几种。种），但真正公认能用的只有几种。目前最有可能替代目前最有可能替代Sn/Pb焊料的合金材料焊料的合金材料最最有有可可能能替替代代Sn/Pb焊焊料料的的无无毒毒合合金金是是Sn基基合合金金，以以Sn为为主主，添添加加Ag、Zn、Cu、Bi、In等等金金属属元元素素，通通过过添添加加金金属属元元素素来来改改善善合合金金性性能能，提提高高可可焊焊性性、可可靠靠性。性。Sn-Ag共晶合金共晶合金 Sn-3.5Ag共晶合金是早期开发的无铅焊料，共晶点221。 优点：具有优良的机械性能，拉伸强度，蠕变特性。耐热老化比Sn-Pb共晶焊料优越。 延展性比Sn-Pb稍差。 缺陷： 熔点偏高，润湿性差，成本高。Sn-AgSn-Ag合金二元相图合金二元相图合金二元相图合金二元相图Sn-PbSn-Pb合金二元相图合金二元相图合金二元相图合金二元相图在在AgAg含量含量75%75%附近有一个纵附近有一个纵长的长的Ag3SnAg3Sn区域，此成分区域，此成分和温度区域内，和温度区域内，Ag3SnAg3Sn能能够稳定地存在。够稳定地存在。在在Ag3SnAg3Sn左侧低左侧低AgAg成分处与成分处与Sn-PbSn-Pb共晶相图相似。共晶相图相似。在在Sn-Pb二元合金的情况下，二元合金的情况下，Sn和和Pb结晶彼此都能在某种程度结晶彼此都能在某种程度上固溶对方的元素。上固溶对方的元素。Sn-Pb37共晶组织共晶组织Sn-Ag3.5Sn-Ag3.5共晶组织共晶组织共晶组织共晶组织然而然而然而然而SnSn中几乎不能固溶中几乎不能固溶中几乎不能固溶中几乎不能固溶AgAg。 Sn-Ag3.5Sn-Ag3.5形成的合金是由不形成的合金是由不形成的合金是由不形成的合金是由不含含含含AgAg的的的的-Sn-Sn和微细的和微细的和微细的和微细的Ag3SnAg3Sn相组成二元共晶组织。相组成二元共晶组织。相组成二元共晶组织。相组成二元共晶组织。虽然虽然虽然虽然Sn-Ag3.5Sn-Ag3.5是共晶合金，是共晶合金，是共晶合金，是共晶合金，但并不是一下子凝固的，而但并不是一下子凝固的，而但并不是一下子凝固的，而但并不是一下子凝固的，而是先形成树枝状是先形成树枝状是先形成树枝状是先形成树枝状-Sn-Sn初晶，初晶，初晶，初晶，然后在其间隙中发生共晶反然后在其间隙中发生共晶反然后在其间隙中发生共晶反然后在其间隙中发生共晶反应最终凝固，形成纤维状应最终凝固，形成纤维状应最终凝固，形成纤维状应最终凝固，形成纤维状Ag3SnAg3Sn。添加添加添加添加AgAg所形成的所形成的所形成的所形成的Ag3SnAg3Sn，由于晶粒细小，对改善机，由于晶粒细小，对改善机，由于晶粒细小，对改善机，由于晶粒细小，对改善机械性能有很大贡献。械性能有很大贡献。械性能有很大贡献。械性能有很大贡献。添加添加添加添加12wt%12wt%以上的以上的以上的以上的AgAg，屈服强度和拉伸强度与，屈服强度和拉伸强度与，屈服强度和拉伸强度与，屈服强度和拉伸强度与Sn-PbSn-Pb共晶焊锡相同或有超过。共晶焊锡相同或有超过。共晶焊锡相同或有超过。共晶焊锡相同或有超过。添加添加添加添加3wt%3wt%以上的以上的以上的以上的AgAg，强度显著比，强度显著比，强度显著比，强度显著比Sn-PbSn-Pb共晶焊锡共晶焊锡共晶焊锡共晶焊锡高，但超过高，但超过高，但超过高，但超过3.5wt%3.5wt%（过共晶成分后，由于形成（过共晶成分后，由于形成（过共晶成分后，由于形成（过共晶成分后，由于形成粗大的板状粗大的板状粗大的板状粗大的板状Ag3SnAg3Sn初晶，不仅使拉伸强度相对降低，初晶，不仅使拉伸强度相对降低，初晶，不仅使拉伸强度相对降低，初晶，不仅使拉伸强度相对降低，而且对疲劳和冲击性能也有不良影响。而且对疲劳和冲击性能也有不良影响。而且对疲劳和冲击性能也有不良影响。而且对疲劳和冲击性能也有不良影响。Sn-3.5Ag与与Cu的焊接界面结构的焊接界面结构Sn-Ag-Cu三元合金三元合金Sn-Ag-Cu三元合金熔点三元合金熔点216222）是目前被大家）是目前被大家公认的适用于再流焊的合金组分。公认的适用于再流焊的合金组分。其中其中Ag含量在含量在3.04.0wt%（重量百分比都是可接受（重量百分比都是可接受的合金。的合金。Cu含量一般在含量一般在0.50.75wt%范围内。范围内。在在在在Sn-AgSn-Ag合金里添加合金里添加合金里添加合金里添加CuCu，能够在维持，能够在维持，能够在维持，能够在维持Sn-AgSn-Ag合金合金合金合金良好性能的同时稍微降低熔点，而且添加良好性能的同时稍微降低熔点，而且添加良好性能的同时稍微降低熔点，而且添加良好性能的同时稍微降低熔点，而且添加CuCu以以以以后，能够减少焊件中后，能够减少焊件中后，能够减少焊件中后，能够减少焊件中CuCu的溶蚀，因此逐渐成为的溶蚀，因此逐渐成为的溶蚀，因此逐渐成为的溶蚀，因此逐渐成为国际上标准的无铅合金。国际上标准的无铅合金。国际上标准的无铅合金。国际上标准的无铅合金。Sn-Ag-Cu三元合金相图三元合金相图液态时的成分：液态时的成分：液态时的成分：液态时的成分：LSn+Cu6Sn5+Ag3SnLSn+Cu6Sn5+Ag3Sn在平衡状态凝固的结晶是在平衡状态凝固的结晶是在平衡状态凝固的结晶是在平衡状态凝固的结晶是很规则的形状很规则的形状很规则的形状很规则的形状（冷却速度无限慢时）（冷却速度无限慢时）（冷却速度无限慢时）（冷却速度无限慢时）实际生产条件下是实际生产条件下是实际生产条件下是实际生产条件下是非平衡状态凝固的结晶非平衡状态凝固的结晶非平衡状态凝固的结晶非平衡状态凝固的结晶SACSAC合金凝固特性导致无铅焊点颗粒状外观合金凝固特性导致无铅焊点颗粒状外观非平衡状态凝固：非平衡状态凝固：非平衡状态凝固：非平衡状态凝固： Sn Sn Sn Sn先结晶，以枝晶状先结晶，以枝晶状先结晶，以枝晶状先结晶，以枝晶状树状出现，中间夹树状出现，中间夹树状出现，中间夹树状出现，中间夹Cu6Sn5Cu6Sn5Cu6Sn5Cu6Sn5和和和和Ag3SnAg3SnAg3SnAg3Sn。Sn-Ag-CuSn-Ag-Cu焊点金相切片焊点金相切片焊点金相切片焊点金相切片CuCu与与与与AgAg一样，也是几乎一样，也是几乎一样，也是几乎一样，也是几乎不能固溶于不能固溶于不能固溶于不能固溶于-Sn-Sn的元素的元素的元素的元素Sn-Cu系焊料合金系焊料合金Sn-0.75Cu为共晶合金熔点为共晶合金熔点227）用于波峰焊。）用于波峰焊。优点：优点：Sn-Cu润湿性、残渣的形成和可靠性次于润湿性、残渣的形成和可靠性次于Sn-Ag-Cu，而成本比，而成本比Sn-Ag-Cu低得多。低得多。缺陷：过量缺陷：过量Cu会在焊料内出现粗化结晶物，造成熔融焊会在焊料内出现粗化结晶物，造成熔融焊料的黏度增加，影响润湿性和焊点机械强度。料的黏度增加，影响润湿性和焊点机械强度。改善措施：改善措施：添加添加0.1%Ag，可使改善合金的延伸率。，可使改善合金的延伸率。添加微量添加微量Ni可增加流动性，减少残渣量。可增加流动性，减少残渣量。Sn-Cu合金二元相图合金二元相图Sn-Cu合金二元相图合金二元相图Sn-CuSn-Cu的液相线的液相线的液相线的液相线 斜率大斜率大斜率大斜率大( (比比比比Sn/PbSn/Pb大十几倍大十几倍大十几倍大十几倍) )，液相温度对成分很敏感。液相温度对成分很敏感。液相温度对成分很敏感。液相温度对成分很敏感。因此少量成分变化，就因此少量成分变化，就因此少量成分变化，就因此少量成分变化，就会使熔点偏移，造成焊会使熔点偏移，造成焊会使熔点偏移，造成焊会使熔点偏移，造成焊接温度的变化。接温度的变化。接温度的变化。接温度的变化。熔点随成分变化而变化熔点随成分变化而变化波峰焊时随着波峰焊时随着波峰焊时随着波峰焊时随着CuCu不断增加，不断增加，不断增加，不断增加，熔点也不断提高。熔点也不断提高。熔点也不断提高。熔点也不断提高。液态液态固态固态最佳焊最佳焊接温度接温度线线Sn-Pb系焊料金相图系焊料金相图Sn-Zn系焊料合金仅日本开发应用）系焊料合金仅日本开发应用）Sn-8.8ZnSn-8.8Zn为共晶合金熔点为共晶合金熔点为共晶合金熔点为共晶合金熔点198.5198.5）。）。）。）。优点：相对较低的熔点，机械性能好，拉伸强度比优点：相对较低的熔点，机械性能好，拉伸强度比优点：相对较低的熔点，机械性能好，拉伸强度比优点：相对较低的熔点，机械性能好，拉伸强度比Sn/PbSn/Pb共共共共晶焊料好，可拉制成丝材使用；具有良好的蠕变特性。并晶焊料好，可拉制成丝材使用；具有良好的蠕变特性。并晶焊料好，可拉制成丝材使用；具有良好的蠕变特性。并晶焊料好，可拉制成丝材使用；具有良好的蠕变特性。并且价格比较便宜。且价格比较便宜。且价格比较便宜。且价格比较便宜。缺陷：是缺陷：是缺陷：是缺陷：是ZnZn极易氧化，润湿性和稳定性差，具有腐蚀性。极易氧化，润湿性和稳定性差，具有腐蚀性。极易氧化，润湿性和稳定性差，具有腐蚀性。极易氧化，润湿性和稳定性差，具有腐蚀性。通常添加通常添加通常添加通常添加3%3%左右左右左右左右BiBi来改善润湿性，但不能添加过多的来改善润湿性，但不能添加过多的来改善润湿性，但不能添加过多的来改善润湿性，但不能添加过多的BiBi，因为因为因为因为BiBi不仅会降低液相线温度，还会使合金变硬。不仅会降低液相线温度，还会使合金变硬。不仅会降低液相线温度，还会使合金变硬。不仅会降低液相线温度，还会使合金变硬。Sn-Zn合金二元晶相图合金二元晶相图Sn-Bi系焊料合金系焊料合金Sn-57Bi为共晶合金熔点为共晶合金熔点139）。）。Sn-Bi系焊料是以系焊料是以Sn-Ag(Cu)系合金为基体，系合金为基体，添加适量的添加适量的Bi组成的合金焊料。组成的合金焊料。优点：降低了熔点，与优点：降低了熔点，与Sn/Pb共晶焊料相近；共晶焊料相近；蠕变特性好，增大了合金的拉伸强度。蠕变特性好，增大了合金的拉伸强度。缺陷：延展性变坏，变得硬而脆，加工性差，缺陷：延展性变坏，变得硬而脆，加工性差，不能加工成线材使用。不能加工成线材使用。Sn-Bi合金二元相图合金二元相图Sn-In和和Sn-Sb系合金系合金Sn-In系合金熔点低，蠕变性差，系合金熔点低，蠕变性差，In极易氧化，极易氧化，且且In在地球上的储量稀少、成本太高；在地球上的储量稀少、成本太高；Sn-Sb系合金润湿性差，系合金润湿性差，Sb还稍有毒性。还稍有毒性。这两种合金体系开发和应用较少。这两种合金体系开发和应用较少。 目前应用最多的无铅焊料合金目前应用最多的无铅焊料合金目目目目前前前前应应应应用用用用最最最最多多多多的的的的用用用用于于于于再再再再流流流流焊焊焊焊的的的的无无无无铅铅铅铅焊焊焊焊料料料料是是是是三三三三元元元元共共共共晶晶晶晶或或或或近近近近共共共共晶晶晶晶形形形形式式式式的的的的Sn-Ag-CuSn-Ag-Cu焊焊焊焊料料料料。Sn(34)wt%Ag(0.50.7)wt%CuSn(34)wt%Ag(0.50.7)wt%Cu是是是是可接受的范围，其熔点为可接受的范围，其熔点为可接受的范围，其熔点为可接受的范围，其熔点为217217左右。左右。左右。左右。美国采用美国采用美国采用美国采用Sn3.9Agwt%0.6wt%CuSn3.9Agwt%0.6wt%Cu无铅合金无铅合金无铅合金无铅合金欧洲采用欧洲采用欧洲采用欧洲采用Sn3.8Agwt%0.7wt%CuSn3.8Agwt%0.7wt%Cu无铅合金无铅合金无铅合金无铅合金日本采用日本采用日本采用日本采用Sn3.0Agwt%0.5wt%CuSn3.0Agwt%0.5wt%Cu无铅合金无铅合金无铅合金无铅合金Sn-0.7Cu-NiSn-0.7Cu-Ni焊料合金用于波峰焊。其熔点为焊料合金用于波峰焊。其熔点为焊料合金用于波峰焊。其熔点为焊料合金用于波峰焊。其熔点为227227。手工电烙铁焊大多采用手工电烙铁焊大多采用手工电烙铁焊大多采用手工电烙铁焊大多采用Sn-CuSn-Cu、Sn-AgSn-Ag或或或或Sn-Ag-CuSn-Ag-Cu焊料。焊料。焊料。焊料。无铅焊料合金的选择无铅焊料合金的选择 合金组分决定：合金组分决定：合金组分决定：合金组分决定：焊料的熔点焊接温度）焊料的熔点焊接温度）焊料的熔点焊接温度）焊料的熔点焊接温度）焊点的电气性能和机械强度焊点的电气性能和机械强度焊点的电气性能和机械强度焊点的电气性能和机械强度焊料的成本焊料的成本焊料的成本焊料的成本无铅合金的选择要根据产品的应用环境、可靠无铅合金的选择要根据产品的应用环境、可靠无铅合金的选择要根据产品的应用环境、可靠无铅合金的选择要根据产品的应用环境、可靠性要求、本钱、工艺等方面因素综合考虑。性要求、本钱、工艺等方面因素综合考虑。性要求、本钱、工艺等方面因素综合考虑。性要求、本钱、工艺等方面因素综合考虑。 (a) (a) 合金材料与元器件的相容性合金材料与元器件的相容性选择无铅合金材料时必须考虑元件的耐热性问题选择无铅合金材料时必须考虑元件的耐热性问题选择无铅合金材料时必须考虑元件的耐热性问题选择无铅合金材料时必须考虑元件的耐热性问题 还要考虑焊料合金和元器件表面镀层材料的相容性还要考虑焊料合金和元器件表面镀层材料的相容性还要考虑焊料合金和元器件表面镀层材料的相容性还要考虑焊料合金和元器件表面镀层材料的相容性(b)(b)合金材料与工艺的相容性合金材料与工艺的相容性 再流焊工艺中，组装板上所有的元器件都要经受再流焊再流焊工艺中，组装板上所有的元器件都要经受再流焊再流焊工艺中，组装板上所有的元器件都要经受再流焊再流焊工艺中，组装板上所有的元器件都要经受再流焊炉比较长时间的高温考验，因此希望再流焊峰值温度不炉比较长时间的高温考验，因此希望再流焊峰值温度不炉比较长时间的高温考验，因此希望再流焊峰值温度不炉比较长时间的高温考验，因此希望再流焊峰值温度不要太高，相对而言要太高，相对而言要太高，相对而言要太高，相对而言Sn-Ag-CuSn-Ag-CuSn-Ag-CuSn-Ag-Cu的熔点比的熔点比的熔点比的熔点比Sn-CuSn-CuSn-CuSn-Cu低一些，因低一些，因低一些，因低一些，因此再流焊大多选择此再流焊大多选择此再流焊大多选择此再流焊大多选择Sn-Ag-CuSn-Ag-CuSn-Ag-CuSn-Ag-Cu焊料；焊料；焊料；焊料；波峰焊工艺中，通孔元件的元件体在波峰焊工艺中，通孔元件的元件体在波峰焊工艺中，通孔元件的元件体在波峰焊工艺中，通孔元件的元件体在PCBPCBPCBPCB传输导轨上方，传输导轨上方，传输导轨上方，传输导轨上方，元件体温度不会超过焊料的熔点，波峰焊可以采用元件体温度不会超过焊料的熔点，波峰焊可以采用元件体温度不会超过焊料的熔点，波峰焊可以采用元件体温度不会超过焊料的熔点，波峰焊可以采用Sn-Sn-Sn-Sn-Ag-CuAg-CuAg-CuAg-Cu和和和和Sn-0.7Cu Sn-0.7Cu Sn-0.7Cu Sn-0.7Cu 、或、或、或、或Sn-0.7Cu-0.05NiSn-0.7Cu-0.05NiSn-0.7Cu-0.05NiSn-0.7Cu-0.05Ni焊料合金；焊料合金；焊料合金；焊料合金；手工焊大多采用手工焊大多采用手工焊大多采用手工焊大多采用Sn-Ag-CuSn-Ag-CuSn-Ag-CuSn-Ag-Cu、Sn-AgSn-AgSn-AgSn-Ag、Sn-CuSn-CuSn-CuSn-Cu焊料。焊料。焊料。焊料。(c)(c)合金材料的熔点与电子设备工作温度的相容性合金材料的熔点与电子设备工作温度的相容性 常用无铅焊料合金的熔点与应用常用无铅焊料合金的熔点与应用常用无铅焊料合金的熔点与应用常用无铅焊料合金的熔点与应用 焊接方式合金成份（wt%）熔点（C）应用再流焊Sn-3.0Ag-0.5CuSn-3.5Ag-0.7Cu216220通信设备、电力、汽车电子、计算机、医疗等Sn-3.5 Ag221军工、高可靠领域Sn-58 Bi139低温焊料用于DVD、VCD等波峰焊Sn-0.7CuSn-0.7Cu-0.05Ni227消费类产品Sn-3.0Ag-0.5CuSn-3.0Ag-0.7Cu216220通信设备、电力、等较高要求的产品手工焊接与返修Sn-3.0Ag-0.5CuSn-3.5Ag-0.7Cu216220通信设备、电力、汽车电子、计算机、医疗等Sn-3.5 Ag221军工、高可靠领域Sn-0.7Cu-0.05Ni227消费类产品(d)(d)对于高可靠、对人身安全有保障要求对于高可靠、对人身安全有保障要求的产品应选择高性能合金的产品应选择高性能合金建议选择建议选择建议选择建议选择Sn-3.5 AgSn-3.5 AgSn-3.5 AgSn-3.5 Ag二元共晶合金。二元共晶合金。二元共晶合金。二元共晶合金。 Sn-3.5 Ag Sn-3.5 Ag Sn-3.5 Ag Sn-3.5 Ag合金已在某些高可靠电子领域应用了合金已在某些高可靠电子领域应用了合金已在某些高可靠电子领域应用了合金已在某些高可靠电子领域应用了很长的时间，已经完成了大量测试，并且已被高可靠很长的时间，已经完成了大量测试，并且已被高可靠很长的时间，已经完成了大量测试，并且已被高可靠很长的时间，已经完成了大量测试，并且已被高可靠领域广泛接受。领域广泛接受。领域广泛接受。领域广泛接受。 例如福特汽车、摩托罗拉等公司对使用例如福特汽车、摩托罗拉等公司对使用例如福特汽车、摩托罗拉等公司对使用例如福特汽车、摩托罗拉等公司对使用Sn-3.5AgSn-3.5AgSn-3.5AgSn-3.5Ag合金的测试板进行了热循环试验合金的测试板进行了热循环试验合金的测试板进行了热循环试验合金的测试板进行了热循环试验(-40(-40(-40(-40140)140)140)140)和全和全和全和全面热疲劳测试研究，测试结果显示面热疲劳测试研究，测试结果显示面热疲劳测试研究，测试结果显示面热疲劳测试研究，测试结果显示Sn-3.5 AgSn-3.5 AgSn-3.5 AgSn-3.5 Ag合金的合金的合金的合金的可靠性与可靠性与可靠性与可靠性与Sn-37PbSn-37PbSn-37PbSn-37Pb共晶合金相差无几甚至更好。共晶合金相差无几甚至更好。共晶合金相差无几甚至更好。共晶合金相差无几甚至更好。 Sn-3.5 Ag Sn-3.5 Ag Sn-3.5 Ag Sn-3.5 Ag回流焊温度比回流焊温度比回流焊温度比回流焊温度比Sn-37PbSn-37PbSn-37PbSn-37Pb高高高高2020202030303030，目，目，目，目前无铅元器件的耐高温也已经提高到前无铅元器件的耐高温也已经提高到前无铅元器件的耐高温也已经提高到前无铅元器件的耐高温也已经提高到250250250250260260260260了。了。了。了。 (e) (e) 考虑成本考虑成本目前所有的无铅合金成本都比目前所有的无铅合金成本都比目前所有的无铅合金成本都比目前所有的无铅合金成本都比Sn-37PbSn-37PbSn-37PbSn-37Pb高出高出高出高出35%35%35%35%以上。以上。以上。以上。无铅焊膏也比无铅焊膏也比无铅焊膏也比无铅焊膏也比Sn-PbSn-PbSn-PbSn-Pb焊膏贵一些，但还不那么敏感；焊膏贵一些，但还不那么敏感；焊膏贵一些，但还不那么敏感；焊膏贵一些，但还不那么敏感；无铅波峰焊和手工焊用的焊锡条和焊锡丝的合金成本相无铅波峰焊和手工焊用的焊锡条和焊锡丝的合金成本相无铅波峰焊和手工焊用的焊锡条和焊锡丝的合金成本相无铅波峰焊和手工焊用的焊锡条和焊锡丝的合金成本相当高，尤其是无铅波峰焊用的焊锡条成本更高。因此尽当高，尤其是无铅波峰焊用的焊锡条成本更高。因此尽当高，尤其是无铅波峰焊用的焊锡条成本更高。因此尽当高，尤其是无铅波峰焊用的焊锡条成本更高。因此尽管管管管Sn-Ag-CuSn-Ag-CuSn-Ag-CuSn-Ag-Cu合金的机械性能和工艺性都比合金的机械性能和工艺性都比合金的机械性能和工艺性都比合金的机械性能和工艺性都比Sn-CuSn-CuSn-CuSn-Cu合金优合金优合金优合金优越，但考虑成本，一些低附加值的消费类电子产品，一越，但考虑成本，一些低附加值的消费类电子产品，一越，但考虑成本，一些低附加值的消费类电子产品，一越，但考虑成本，一些低附加值的消费类电子产品，一般都尽量选择较低成本的般都尽量选择较低成本的般都尽量选择较低成本的般都尽量选择较低成本的Sn-CuSn-CuSn-CuSn-Cu合金。但是对有较高要合金。但是对有较高要合金。但是对有较高要合金。但是对有较高要求电子产品的波峰焊工艺还是需要选择求电子产品的波峰焊工艺还是需要选择求电子产品的波峰焊工艺还是需要选择求电子产品的波峰焊工艺还是需要选择Sn-Ag-CuSn-Ag-CuSn-Ag-CuSn-Ag-Cu合金。合金。合金。合金。目前已有低目前已有低目前已有低目前已有低AgAgAgAg的的的的Sn-Ag-CuSn-Ag-CuSn-Ag-CuSn-Ag-Cu替代用于波峰焊的替代用于波峰焊的替代用于波峰焊的替代用于波峰焊的Sn3Ag0.5CuSn3Ag0.5CuSn3Ag0.5CuSn3Ag0.5Cu焊料。焊料。焊料。焊料。成本是制造商考虑选择无铅合金的重要条件之一成本是制造商考虑选择无铅合金的重要条件之一成本是制造商考虑选择无铅合金的重要条件之一成本是制造商考虑选择无铅合金的重要条件之一无铅工艺对助焊剂的要求无铅工艺对助焊剂的要求(a)焊剂与合金表面之间有化学反应，因此不同合金成焊剂与合金表面之间有化学反应，因此不同合金成分要选择不同的助焊剂。分要选择不同的助焊剂。(b)由于无由于无Pb合金的浸润性差，要求助焊剂活性高。合金的浸润性差，要求助焊剂活性高。(c)提高助焊剂的活化温度，要适应无铅高焊接温度，提高助焊剂的活化温度，要适应无铅高焊接温度，适应无适应无VOC，一般采用，一般采用“水基溶剂助焊剂水基溶剂助焊剂。(d)焊后残留物少，并且无腐蚀性，满足焊后残留物少，并且无腐蚀性，满足ICT探针能力探针能力和电迁移。和电迁移。印刷性、可焊性的关键在于助焊剂印刷性、可焊性的关键在于助焊剂确定了无确定了无Pb合金后，关键在于助焊剂。例如有合金后，关键在于助焊剂。例如有8家公家公司给司给Motorola提供无提供无Pb焊膏进行试验，有的电阻、电焊膏进行试验，有的电阻、电容移位比较多；润湿性好的焊膏，焊后不立碑。容移位比较多；润湿性好的焊膏，焊后不立碑。印刷性要求间隔印刷性要求间隔1个小时印刷质量不变化。个小时印刷质量不变化。要测要测18小时的黏度变化。小时的黏度变化。无铅焊剂必须专门配制无铅焊剂必须专门配制免清洗免清洗Sn-Pb焊膏已经使用了多年，而且已是成熟的技术。焊膏已经使用了多年，而且已是成熟的技术。早期无铅焊膏的做法是简单地将早期无铅焊膏的做法是简单地将Pb-Sn焊料免清洗焊剂和无焊料免清洗焊剂和无铅合金混合，结果很糟糕。焊膏中助焊剂和焊料合金间的铅合金混合，结果很糟糕。焊膏中助焊剂和焊料合金间的化学反应影响了焊膏的流变特性对印刷性能至关重要）。化学反应影响了焊膏的流变特性对印刷性能至关重要）。因此无铅焊剂必须专门配制。因此无铅焊剂必须专门配制。同样，波峰焊中无同样，波峰焊中无VOC免清洗焊剂也需要特殊配制。免清洗焊剂也需要特殊配制。无铅焊膏和波峰焊的水溶性焊剂对某些产品也是需要的。无铅焊膏和波峰焊的水溶性焊剂对某些产品也是需要的。 无铅产品无铅产品PCBPCB设计设计提倡为环保设计，需要考虑提倡为环保设计，需要考虑提倡为环保设计，需要考虑提倡为环保设计，需要考虑WEEEWEEEWEEEWEEE在选材、制造、运用、回在选材、制造、运用、回在选材、制造、运用、回在选材、制造、运用、回收成本等方面因素，但到目前为止还没有对无铅收成本等方面因素，但到目前为止还没有对无铅收成本等方面因素，但到目前为止还没有对无铅收成本等方面因素，但到目前为止还没有对无铅PCBPCBPCBPCB焊盘焊盘焊盘焊盘设计提出特殊要求，没有标准。设计提出特殊要求，没有标准。设计提出特殊要求，没有标准。设计提出特殊要求，没有标准。有一种说法值得讨论：由于浸润性铺展性差，无铅焊有一种说法值得讨论：由于浸润性铺展性差，无铅焊有一种说法值得讨论：由于浸润性铺展性差，无铅焊有一种说法值得讨论：由于浸润性铺展性差，无铅焊盘设计可以比有铅小一些。盘设计可以比有铅小一些。盘设计可以比有铅小一些。盘设计可以比有铅小一些。还有一种说法：无铅焊盘设计应比有铅大一些。还有一种说法：无铅焊盘设计应比有铅大一些。还有一种说法：无铅焊盘设计应比有铅大一些。还有一种说法：无铅焊盘设计应比有铅大一些。业界较一致的看法：业界较一致的看法：业界较一致的看法：业界较一致的看法：（a a a a为了减小焊接过程中为了减小焊接过程中为了减小焊接过程中为了减小焊接过程中PCBPCBPCBPCB表面表面表面表面tttt，应仔细考虑散热，应仔细考虑散热，应仔细考虑散热，应仔细考虑散热设计，例如均匀的元器件分布、铜箔分布，优化设计，例如均匀的元器件分布、铜箔分布，优化设计，例如均匀的元器件分布、铜箔分布，优化设计，例如均匀的元器件分布、铜箔分布，优化PCBPCBPCBPCB板的板的板的板的布局。尽量使印制板上布局。尽量使印制板上布局。尽量使印制板上布局。尽量使印制板上tttt达到最小达到最小达到最小达到最小 值。值。值。值。（b b b b椭圆形焊盘可减少焊后焊盘露铜现象。椭圆形焊盘可减少焊后焊盘露铜现象。椭圆形焊盘可减少焊后焊盘露铜现象。椭圆形焊盘可减少焊后焊盘露铜现象。过度阶段过度阶段过度阶段过度阶段BGABGA、CSPCSP采用采用采用采用“SMD“SMD焊盘设计减少焊盘设计减少焊盘设计减少焊盘设计减少“ “孔洞孔洞孔洞孔洞” ”SMDNSMDSMDNSMDSMD(soldermaskdefined)SMD(soldermaskdefined)NSMDnon-soldermaskdefinedNSMDnon-soldermaskdefined）有利于排气有利于排气有利于排气有利于排气不有利于排气不有利于排气不有利于排气不有利于排气（c c）BGABGA、CSPCSP采用采用采用采用SMDSMD焊盘设计有利于排气。焊盘设计有利于排气。焊盘设计有利于排气。焊盘设计有利于排气。 （d d过渡阶段双面焊过渡阶段双面焊过渡阶段双面焊过渡阶段双面焊A A面再流焊，面再流焊，面再流焊，面再流焊，B B面波峰焊时，面波峰焊时，面波峰焊时，面波峰焊时， A A面的大元件也可采用面的大元件也可采用面的大元件也可采用面的大元件也可采用SMDSMD焊盘设计，可减轻焊点焊盘设计，可减轻焊点焊盘设计，可减轻焊点焊盘设计，可减轻焊点剥离现象。剥离现象。剥离现象。剥离现象。（e e为了减少气孔，为了减少气孔，为了减少气孔，为了减少气孔，BGABGA、CSPCSP焊盘上的过孔应采焊盘上的过孔应采焊盘上的过孔应采焊盘上的过孔应采用盲孔技术，并要求与焊盘表面齐平。用盲孔技术，并要求与焊盘表面齐平。用盲孔技术，并要求与焊盘表面齐平。用盲孔技术，并要求与焊盘表面齐平。（f无铅波峰焊通孔元件焊盘设计措施无铅波峰焊通孔元件焊盘设计措施 在严格按照波峰焊工艺中介绍的焊盘设计要求外，还可在严格按照波峰焊工艺中介绍的焊盘设计要求外，还可在严格按照波峰焊工艺中介绍的焊盘设计要求外，还可在严格按照波峰焊工艺中介绍的焊盘设计要求外，还可以采取以下措施：以采取以下措施：以采取以下措施：以采取以下措施：采用采用采用采用SMDSMDSMDSMD焊盘设计，可减轻焊点剥离现象焊盘设计，可减轻焊点剥离现象焊盘设计，可减轻焊点剥离现象焊盘设计，可减轻焊点剥离现象通孔直径通孔直径通孔直径通孔直径 = = = = 引脚直径引脚直径引脚直径引脚直径 + 0.5mm( + 0.5mm( + 0.5mm( + 0.5mm(有铅有铅有铅有铅0.20.20.20.2 0.4mm) 0.4mm) 0.4mm) 0.4mm)，增加通孔，增加通孔，增加通孔，增加通孔直径有利于助焊剂渗入通孔直径有利于助焊剂渗入通孔直径有利于助焊剂渗入通孔直径有利于助焊剂渗入通孔 ，改善通孔中焊料填充率，改善通孔中焊料填充率，改善通孔中焊料填充率，改善通孔中焊料填充率 设计时尽量使阻焊膜远离焊点，可以减少锡珠设计时尽量使阻焊膜远离焊点，可以减少锡珠设计时尽量使阻焊膜远离焊点，可以减少锡珠设计时尽量使阻焊膜远离焊点，可以减少锡珠采用高质量或亚光型阻焊膜减少锡珠粘连的机会采用高质量或亚光型阻焊膜减少锡珠粘连的机会采用高质量或亚光型阻焊膜减少锡珠粘连的机会采用高质量或亚光型阻焊膜减少锡珠粘连的机会 （g选择性波峰焊焊盘设计措施选择性波峰焊焊盘设计措施焊点周围的间隙焊点周围的间隙焊点周围的间隙焊点周围的间隙 单波焊接：进板方向尾部留单波焊接：进板方向尾部留单波焊接：进板方向尾部留单波焊接：进板方向尾部留5mm5mm空间，其余三边留空间，其余三边留空间，其余三边留空间，其余三边留2mm2mm空间空间空间空间多喷嘴浸焊：焊点与周边器件或不需要焊接的焊点之间多喷嘴浸焊：焊点与周边器件或不需要焊接的焊点之间多喷嘴浸焊：焊点与周边器件或不需要焊接的焊点之间多喷嘴浸焊：焊点与周边器件或不需要焊接的焊点之间至少保持至少保持至少保持至少保持2mm2mm间距间距间距间距 选择性波峰焊焊盘设计措施选择性波峰焊焊盘设计措施周边周边周边周边SMDSMD器件的长轴应垂直于焊接方向，这种设器件的长轴应垂直于焊接方向，这种设器件的长轴应垂直于焊接方向，这种设器件的长轴应垂直于焊接方向，这种设计可以避免这些已经完成回流焊接器件不会被冲掉计可以避免这些已经完成回流焊接器件不会被冲掉计可以避免这些已经完成回流焊接器件不会被冲掉计可以避免这些已经完成回流焊接器件不会被冲掉3.印刷工艺、模板设计印刷工艺、模板设计无铅焊膏的选择、评价、与管理无铅焊膏的选择、评价、与管理无铅焊膏的选择、评价、与管理无铅焊膏的选择、评价、与管理模板设计模板设计模板设计模板设计印刷工艺参数印刷工艺参数印刷工艺参数印刷工艺参数无铅焊膏的选择、评价、与管理无铅焊膏的选择、评价、与管理（a a a a无铅焊膏与有铅焊膏一样，生产厂家、规格很多。即便无铅焊膏与有铅焊膏一样，生产厂家、规格很多。即便无铅焊膏与有铅焊膏一样，生产厂家、规格很多。即便无铅焊膏与有铅焊膏一样，生产厂家、规格很多。即便是同一厂家，也有合金成分、颗粒度、黏度、免清洗、溶是同一厂家，也有合金成分、颗粒度、黏度、免清洗、溶是同一厂家，也有合金成分、颗粒度、黏度、免清洗、溶是同一厂家，也有合金成分、颗粒度、黏度、免清洗、溶剂清洗、水清洗等方面的差别。主要根据电子产品来选择。剂清洗、水清洗等方面的差别。主要根据电子产品来选择。剂清洗、水清洗等方面的差别。主要根据电子产品来选择。剂清洗、水清洗等方面的差别。主要根据电子产品来选择。例如尽量选择与元件焊端一致的合金成分。例如尽量选择与元件焊端一致的合金成分。例如尽量选择与元件焊端一致的合金成分。例如尽量选择与元件焊端一致的合金成分。（b b b b应多选择几家公司的焊膏做工艺试验，对印刷性、脱膜应多选择几家公司的焊膏做工艺试验，对印刷性、脱膜应多选择几家公司的焊膏做工艺试验，对印刷性、脱膜应多选择几家公司的焊膏做工艺试验，对印刷性、脱膜性、触变性、粘结性、润湿性以及焊点缺陷、残留物等做性、触变性、粘结性、润湿性以及焊点缺陷、残留物等做性、触变性、粘结性、润湿性以及焊点缺陷、残留物等做性、触变性、粘结性、润湿性以及焊点缺陷、残留物等做比较和评估，有条件的企业可对焊膏进行认证和测试。有比较和评估，有条件的企业可对焊膏进行认证和测试。有比较和评估，有条件的企业可对焊膏进行认证和测试。有比较和评估，有条件的企业可对焊膏进行认证和测试。有高品质要求的产品必须对焊点做可靠性认证。高品质要求的产品必须对焊点做可靠性认证。高品质要求的产品必须对焊点做可靠性认证。高品质要求的产品必须对焊点做可靠性认证。（c c c c由于润湿性差，因此无铅焊膏的管理比有铅更加严格。由于润湿性差，因此无铅焊膏的管理比有铅更加严格。由于润湿性差，因此无铅焊膏的管理比有铅更加严格。由于润湿性差，因此无铅焊膏的管理比有铅更加严格。 模板设计模板设计模板设计属于模板设计属于模板设计属于模板设计属于SMTSMTSMTSMT可制造性设计的重要内容之一可制造性设计的重要内容之一可制造性设计的重要内容之一可制造性设计的重要内容之一2019201920192019年年年年IPCIPCIPCIPC为模板设计制订了为模板设计制订了为模板设计制订了为模板设计制订了IPC 7525IPC 7525IPC 7525IPC 7525模板设计模板设计模板设计模板设计指南），指南），指南），指南），2019201920192019年修订为年修订为年修订为年修订为A A A A版。版。版。版。IPC 7525AIPC 7525AIPC 7525AIPC 7525A标准主要包标准主要包标准主要包标准主要包含名词与定义、参考资料、模板设计、模板制造、含名词与定义、参考资料、模板设计、模板制造、含名词与定义、参考资料、模板设计、模板制造、含名词与定义、参考资料、模板设计、模板制造、模板安装、文件处理模板安装、文件处理模板安装、文件处理模板安装、文件处理/ / / /编辑和模板订购、模板检查编辑和模板订购、模板检查编辑和模板订购、模板检查编辑和模板订购、模板检查/ / / /确认、模板清洗、和模板寿命等内容。确认、模板清洗、和模板寿命等内容。确认、模板清洗、和模板寿命等内容。确认、模板清洗、和模板寿命等内容。模板厚度设计模板厚度设计模板印刷是接触印刷，模板厚度是决定焊膏量的关模板印刷是接触印刷，模板厚度是决定焊膏量的关模板印刷是接触印刷，模板厚度是决定焊膏量的关模板印刷是接触印刷，模板厚度是决定焊膏量的关键参数。键参数。键参数。键参数。模板厚度应根据印制板组装密度、元器件大小、引模板厚度应根据印制板组装密度、元器件大小、引模板厚度应根据印制板组装密度、元器件大小、引模板厚度应根据印制板组装密度、元器件大小、引脚或焊球之间的间距进行确定。脚或焊球之间的间距进行确定。脚或焊球之间的间距进行确定。脚或焊球之间的间距进行确定。通常使用通常使用通常使用通常使用0.1mm0.1mm0.1mm0.1mm0.3mm0.3mm0.3mm0.3mm厚度的钢片。高密度组装时，厚度的钢片。高密度组装时，厚度的钢片。高密度组装时，厚度的钢片。高密度组装时，可选择可选择可选择可选择0.1mm0.1mm0.1mm0.1mm以下厚度。以下厚度。以下厚度。以下厚度。模板开口设计最基本的要求模板开口设计最基本的要求研究证明：研究证明：研究证明：研究证明：面积比面积比面积比面积比0.660.660.660.66，焊膏释放体积百分比，焊膏释放体积百分比，焊膏释放体积百分比，焊膏释放体积百分比80%80%80%80%面积比面积比面积比面积比0.50.50.50.5，焊膏释放体积百分比，焊膏释放体积百分比，焊膏释放体积百分比，焊膏释放体积百分比 60% 60% 60% 60% 宽厚比开口宽度宽厚比开口宽度宽厚比开口宽度宽厚比开口宽度(W)/(W)/(W)/(W)/模板厚度模板厚度模板厚度模板厚度(T)(T)(T)(T) 面积比开口面积面积比开口面积面积比开口面积面积比开口面积/ / / /孔壁面积孔壁面积孔壁面积孔壁面积矩形开口的宽厚比矩形开口的宽厚比矩形开口的宽厚比矩形开口的宽厚比/ / / /面积比：面积比：面积比：面积比：宽厚比：宽厚比：宽厚比：宽厚比：W/TW/TW/TW/T1.51.51.51.5无铅无铅无铅无铅 1.6 1.6 1.6 1.6）面积比：面积比：面积比：面积比：L L L LW/2(L+W)W/2(L+W)W/2(L+W)W/2(L+W)T T T T0.660.660.660.66无铅无铅无铅无铅 0.710.710.710.71）影响焊膏脱膜能力的三个因素影响焊膏脱膜能力的三个因素 开孔尺寸开孔尺寸开孔尺寸开孔尺寸 宽宽宽宽(W)(W)(W)(W)和长和长和长和长(L)(L)(L)(L)与模板厚度与模板厚度与模板厚度与模板厚度(T)(T)(T)(T)决定焊膏的体积决定焊膏的体积决定焊膏的体积决定焊膏的体积 理想的情况下，焊膏从孔壁释放脱膜后，在焊盘上形成完理想的情况下，焊膏从孔壁释放脱膜后，在焊盘上形成完理想的情况下，焊膏从孔壁释放脱膜后，在焊盘上形成完理想的情况下，焊膏从孔壁释放脱膜后，在焊盘上形成完整的锡砖焊膏图形）整的锡砖焊膏图形）整的锡砖焊膏图形）整的锡砖焊膏图形）面积比面积比面积比面积比/ /宽厚比、开孔侧壁的几何形状、和孔壁的光洁度宽厚比、开孔侧壁的几何形状、和孔壁的光洁度宽厚比、开孔侧壁的几何形状、和孔壁的光洁度宽厚比、开孔侧壁的几何形状、和孔壁的光洁度无铅工艺的模板设计应考虑的因素无铅工艺的模板设计应考虑的因素（无铅焊膏和有铅焊膏在物理特性上的区（无铅焊膏和有铅焊膏在物理特性上的区别）别）无铅焊膏的浸润性远远低于有铅无铅焊膏的浸润性远远低于有铅焊膏；焊膏；无铅焊膏的助焊剂含量通常要高于有铅焊膏，无铅无铅焊膏的助焊剂含量通常要高于有铅焊膏，无铅合金的比重较低；合金的比重较低；由于缺少铅的润滑作用，焊膏印刷时填充性和脱膜由于缺少铅的润滑作用，焊膏印刷时填充性和脱膜性较差。性较差。无铅工艺的模板设计无铅工艺的模板设计IPC-7525AIPC-7525AIPC-7525AIPC-7525A“Stencil Design GuidelinesStencil Design GuidelinesStencil Design GuidelinesStencil Design Guidelines标准为标准为标准为标准为无铅工艺提供相关建议。作为通用的设计指南，丝无铅工艺提供相关建议。作为通用的设计指南，丝无铅工艺提供相关建议。作为通用的设计指南，丝无铅工艺提供相关建议。作为通用的设计指南，丝网开口尺寸将与网开口尺寸将与网开口尺寸将与网开口尺寸将与PCBPCBPCBPCB焊盘的尺寸相当接近，这是为焊盘的尺寸相当接近，这是为焊盘的尺寸相当接近，这是为焊盘的尺寸相当接近，这是为了保证在焊接后整个焊盘拥有完整的焊锡。弧形的了保证在焊接后整个焊盘拥有完整的焊锡。弧形的了保证在焊接后整个焊盘拥有完整的焊锡。弧形的了保证在焊接后整个焊盘拥有完整的焊锡。弧形的边角设计也是可以接受的一种，因为相对于直角的边角设计也是可以接受的一种，因为相对于直角的边角设计也是可以接受的一种，因为相对于直角的边角设计也是可以接受的一种，因为相对于直角的设计，弧形的边角更容易解决焊膏粘连的问题。设计，弧形的边角更容易解决焊膏粘连的问题。设计，弧形的边角更容易解决焊膏粘连的问题。设计，弧形的边角更容易解决焊膏粘连的问题。无铅模板开口设计无铅模板开口设计开口设计比有铅大，焊膏尽可能完全覆盖焊盘开口设计比有铅大，焊膏尽可能完全覆盖焊盘对于对于Pitch0.5mm的器件的器件一般采取一般采取1:1.021:1.1的开口，并且适当增大模板的开口，并且适当增大模板厚度。厚度。对于对于Pitch0.5mm的器件的器件通常采用通常采用1:1开口，原则上至少不用缩小开口，原则上至少不用缩小对于对于0402的器件的器件通常采用通常采用1:1开口，为防止元件底部锡丝、墓碑、开口，为防止元件底部锡丝、墓碑、回流时旋转等现象，可将焊盘开口内侧修改成弓形回流时旋转等现象，可将焊盘开口内侧修改成弓形或圆弧形；或圆弧形；印焊膏模板开口特殊修改方案印焊膏模板开口特殊修改方案ChipChip元件开口修改方案元件开口修改方案元件开口修改方案元件开口修改方案 IC开口修改方案开口修改方案举例举例1 1： 0402 CHIP C 0402 CHIP C、R R、L L设计值设计值X1:1Y20mil做做20mil20mil做做1:1G16mil(0.4mm)备注备注四角倒四角倒3mil(0.075mm)圆圆设计值设计值X22mil做做22mil22mil做做1:1Y1:1G以内切方式做以内切方式做16mil(0.4mm)备注备注四角倒四角倒4mil(0.1mm)圆圆举例举例2 2： 功率晶体管功率晶体管小型功率晶体管小型功率晶体管小型功率晶体管小型功率晶体管X X1 1：1 1Y Y1 1：1 1引脚做椭圆引脚做椭圆引脚做椭圆引脚做椭圆X1X1、Y1Y1约约约约200mil,200mil,二道架桥二道架桥二道架桥二道架桥1010101012mil12mil小型功率晶体小型功率晶体小型功率晶体小型功率晶体管管管管X X X X1 1 1 1：1 1 1 1Y Y Y Y1 1 1 1：1 1 1 1引脚做椭圆引脚做椭圆引脚做椭圆引脚做椭圆X1X1X1X1、Y1 Y1 Y1 Y1 约约约约400mil,400mil,400mil,400mil,开口三道架桥开口三道架桥开口三道架桥开口三道架桥10101010112mil2mil2mil2mil举例举例3 3： IC IC、QFPQFP、排阻等器件、排阻等器件 PitchXY0.4mm7.5mil外侧放大4mil（0.1mm）0.5mm9.5mil外侧放大4mil（0.1mm）0.65mm12mil外侧放大4mil（0.1mm）0.8mm18mil1：1开口1.0mm22mil1：11.27mm30mil1：1备注所有IC，QFP 均做椭圆形IC 中间接地开孔做面积70，十字架桥12milQFP 中间接地开孔做面积60，十字架桥12mil一般印焊膏模板开口尺寸及厚度一般印焊膏模板开口尺寸及厚度一般印焊膏模板开口尺寸及厚度一般印焊膏模板开口尺寸及厚度 元件类型PITCH焊盘宽度焊盘长度开口宽度开口长度模板厚度宽度比面积比PLCC1.27mm0.65mm2.0mm0.60mm1.95mm0.15-0.25mm2.3-3.80.88-1.48(50mil)(25.6mil)(78.7mil)(23.6mil)(76.8mil)(5.91-9.84mil)QFP0.635mm0.635mm0.635mm0.635mm0.635mm0.635mm1.7-2.00.71-2.0(25mil)(13.8mil)(59.1mil)(11.8mil)(57.1mil)(5.91-7.5mil)QFP0.50mm0.254-0.33mm1.25mm0.22-0.25mm1.2mm0.125-0.15mm1.7-2.00.69-0.83(20mil)(10-13mil)(49.2mil)(9-10mil)(47.2mil)(4.92-5.91mil)QFP0.40mm0.25mm1.25mm0.2mm1.2mm0.10-0.125mm1.6-2.00.68-0.86(15.7mil)(9.84mil)(49.2mil)(7.87mil)(47.2mil)(3.94-4.92mil)QFP0.30mm0.20mm1.00mm0.15mm0.95mm0.075-0.125mm1.50-2.00.65-0.86(11.8mil)(7.87mil)(39.4mil)(5.91mil)(37.4mil)(2.95-3.94mil)04020.50mm0.65mm0.45mm0.6mm0.125-0.15mm0.84-1.00(19.7mil)(25.6mil)(17.7mil)(23.6mil)(4.92-5.91mil)02010.25mm0.40mm0.23mm0.35mm0.075-0.125mm0.66-0.89(9.84mil)(15.7mil)(9.06mil)(13.8mil)(2.95-3.94mil)元件类型PITCH焊盘宽度焊盘长度开口宽度开口长度模板厚度宽度比面积比BGA1.27mm0.80mm0.75mm0.15-0.20mm0.93-1.25(50mil)(31.5mil)(29.5mil)(5.91-7.87mil)UBGA1.00mm0.38mm0.35mm0.35mm0.115-0.135mm0.67-0.78(39.4mil)(15.0mm)(13.8mil)(13.8mil)(4.53-5.31mil)UBGA0.50mm0.30mm0.28mm0.28mm0.075-0.125mm0.69-0.92(19.7mil)(11.8mm)(11.0mil)(11.0mil)(2.95-3.94mil)FlipChip0.25mm0.12mm0.12mm0.12mm0.12mm0.08-0.10mm1.0(10mil)(5mil)(5mil)(5mil)(5mil)(3-4mil)FlipChip0.20mm0.10mm0.10mm0.10mm0.10mm0.05-0.10mm1.0(8mil)(4mil)(4mil)(4mil)(4mil)(2-4mil)FlipChip0.15mm0.08mm0.08mm0.08mm0.08mm0.025-0.08mm1.0(6mil)(3mil)(3mil)(3mil)(3mil)模板加工方法的选择模板加工方法的选择 模板技术对焊膏释放的百分比起很重要的作用，应根据组模板技术对焊膏释放的百分比起很重要的作用，应根据组模板技术对焊膏释放的百分比起很重要的作用，应根据组模板技术对焊膏释放的百分比起很重要的作用，应根据组装密度来选择加工方法。装密度来选择加工方法。装密度来选择加工方法。装密度来选择加工方法。 通常，引脚间距为通常，引脚间距为通常，引脚间距为通常，引脚间距为0.025(0.635mm)0.025(0.635mm)以上时，选择化学腐蚀以上时，选择化学腐蚀以上时，选择化学腐蚀以上时，选择化学腐蚀(chem-etched)(chem-etched)模板；当引脚间距在模板；当引脚间距在模板；当引脚间距在模板；当引脚间距在0.020(0.5mm)0.020(0.5mm)以下时，以下时，以下时，以下时，应该考虑激光切割和电铸成形的模板。应该考虑激光切割和电铸成形的模板。应该考虑激光切割和电铸成形的模板。应该考虑激光切割和电铸成形的模板。模板加工方法：模板加工方法：模板加工方法：模板加工方法：化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀(chem-etch)(chem-etch)：递减：递减：递减：递减(substractive)(substractive)工艺工艺工艺工艺激光切割激光切割激光切割激光切割(laser-cut)(laser-cut)：机械加工：机械加工：机械加工：机械加工混合式混合式混合式混合式(hybrid)(hybrid)：腐蚀：腐蚀：腐蚀：腐蚀+ +激光激光激光激光电铸电铸电铸电铸(electroformed)(electroformed)：递增的工艺：递增的工艺：递增的工艺：递增的工艺金属模板加工一般要求金属模板加工一般要求(1)(1)(1)(1)模板表面平坦模板表面平坦模板表面平坦模板表面平坦 (2)(2)(2)(2)模板厚度误差模板厚度误差模板厚度误差模板厚度误差10101010(3)(3)(3)(3)开孔与开孔与开孔与开孔与PCBPCBPCBPCB焊盘一一对准，错位焊盘一一对准，错位焊盘一一对准，错位焊盘一一对准，错位0.2mm0.2mm0.2mm0.2mm，窄间距错，窄间距错，窄间距错，窄间距错位位位位0.1mm0.1mm0.1mm0.1mm(4)(4)(4)(4)模板开孔切割面应垂直模板开孔切割面应垂直模板开孔切割面应垂直模板开孔切割面应垂直( ( ( (或喇叭口向下或喇叭口向下或喇叭口向下或喇叭口向下) ) ) )，中间凸出，中间凸出，中间凸出，中间凸出部分不可超过金属板厚的部分不可超过金属板厚的部分不可超过金属板厚的部分不可超过金属板厚的15151515(5)(5)(5)(5)开孔尺寸精度开孔尺寸精度开孔尺寸精度开孔尺寸精度0.01mm0.01mm0.01mm0.01mm(6)(6)(6)(6)钢网张力：一般钢网张力：一般钢网张力：一般钢网张力：一般3535353550 N/cm50 N/cm50 N/cm50 N/cm，最小应，最小应，最小应，最小应25 N/cm25 N/cm25 N/cm25 N/cm，各处张力之差不超过各处张力之差不超过各处张力之差不超过各处张力之差不超过0.5N/cm0.5N/cm0.5N/cm0.5N/cm印刷工艺参数印刷工艺参数（a a一般情况下，印刷工艺不会受到太大的影响。一般情况下，印刷工艺不会受到太大的影响。（b b因为无铅的低浸润力问题。回流时自校正因为无铅的低浸润力问题。回流时自校正Self-Self-alignalign作用非常小，因此印刷精度比有铅时要求更高。作用非常小，因此印刷精度比有铅时要求更高。（c c无铅焊膏的助焊剂含量高于有铅焊膏，合金的比重较无铅焊膏的助焊剂含量高于有铅焊膏，合金的比重较低，印刷后焊膏图形容易坍塌；另外由于无铅焊剂配方低，印刷后焊膏图形容易坍塌；另外由于无铅焊剂配方的改变，焊膏的粘性和流变性、化学稳定性、挥发性等的改变，焊膏的粘性和流变性、化学稳定性、挥发性等也会改变。因此有时需要调整印刷工艺参数。特别对于也会改变。因此有时需要调整印刷工艺参数。特别对于大尺寸大尺寸PCBPCB、开口尺寸大小悬殊大、以及高密度的产品，、开口尺寸大小悬殊大、以及高密度的产品，有可能需要重新设置印刷参数。有可能需要重新设置印刷参数。（d d由于粘性和流变性变化，每次印刷后会有些无铅焊膏由于粘性和流变性变化，每次印刷后会有些无铅焊膏粘附在刮刀上，因此印刷周期可能需要放慢。粘附在刮刀上，因此印刷周期可能需要放慢。4.贴装工艺贴装工艺（a一般情况下，贴装工艺也不会受到太大的一般情况下，贴装工艺也不会受到太大的影响。影响。（b因为无铅的低浸润力问题。回流时自校正因为无铅的低浸润力问题。回流时自校正Self-align作用非常小，因此，贴片精度比作用非常小，因此，贴片精度比有铅时要求更高。精确编程、控制有铅时要求更高。精确编程、控制Z轴高度、轴高度、采用无接触拾取可减小震动等措施。采用无接触拾取可减小震动等措施。（c由于无铅焊膏粘性和流变性的变化，贴装由于无铅焊膏粘性和流变性的变化，贴装过程中要注意焊膏能否保持粘着性，从贴装、过程中要注意焊膏能否保持粘着性，从贴装、直到进炉前能否保持元件位置不发生改变。直到进炉前能否保持元件位置不发生改变。5.无铅回流焊接技术无铅回流焊接技术无铅焊料高熔点、润湿性差给回流焊带来了焊接温无铅焊料高熔点、润湿性差给回流焊带来了焊接温无铅焊料高熔点、润湿性差给回流焊带来了焊接温无铅焊料高熔点、润湿性差给回流焊带来了焊接温度高、工艺窗口小的工艺难题，使回流焊容易产生度高、工艺窗口小的工艺难题，使回流焊容易产生度高、工艺窗口小的工艺难题，使回流焊容易产生度高、工艺窗口小的工艺难题，使回流焊容易产生虚焊、气孔、立碑等缺陷，还容易引起损坏元器件、虚焊、气孔、立碑等缺陷，还容易引起损坏元器件、虚焊、气孔、立碑等缺陷，还容易引起损坏元器件、虚焊、气孔、立碑等缺陷，还容易引起损坏元器件、PCBPCBPCBPCB等可靠性问题。等可靠性问题。等可靠性问题。等可靠性问题。 如何设置最佳的温度曲线，既保证焊点质量，又保证不损坏元如何设置最佳的温度曲线，既保证焊点质量，又保证不损坏元如何设置最佳的温度曲线，既保证焊点质量，又保证不损坏元如何设置最佳的温度曲线，既保证焊点质量，又保证不损坏元器件和器件和器件和器件和PCBPCB，就是无铅回流焊接技术要解决的根本的问题，就是无铅回流焊接技术要解决的根本的问题，就是无铅回流焊接技术要解决的根本的问题，就是无铅回流焊接技术要解决的根本的问题无铅再流焊的特点及对策无铅再流焊的特点及对策特点特点对策策高高温温设备耐高温，加耐高温，加长升温升温预热区，区，炉温均匀，增加冷却区炉温均匀，增加冷却区助助焊剂耐高温；耐高温；PCB耐高温；元器件耐高温；耐高温；元器件耐高温；增加中间支撑；增加中间支撑；工工艺窗窗口口小小预热区区缓慢升温，慢升温，给导轨加热给导轨加热，减小减小PCB及大小元器及大小元器t；提高浸提高浸润区升温斜率，避免助区升温斜率，避免助焊剂提前提前结束活化反束活化反应；尽量降低峰尽量降低峰值温度，避免温度，避免损害害PCB及元器件；及元器件；加速冷却，防止加速冷却，防止焊点点结晶晶颗粒粒长大，避免枝状大，避免枝状结晶的形成；晶的形成；对湿敏器件湿敏器件进行去潮行去潮处理。理。润湿湿性性差差提高助提高助焊剂活性；增加活性；增加焊膏中助膏中助焊剂含量；含量；增大模板开口尺寸，增大模板开口尺寸，焊膏尽可能完全覆盖膏尽可能完全覆盖焊盘；提高印刷与贴装精度；提高印刷与贴装精度； 充充N2可以减少高温氧化，提高可以减少高温氧化，提高润湿性。湿性。设置再流焊温度曲线的依据：设置再流焊温度曲线的依据： （与有铅工艺相同）（与有铅工艺相同）(a) 不同金属含量的焊膏有不同的温度曲线，应按照焊膏加工厂提供的温度曲线进行设置主要控制各温区的升温速率、峰值温度和回流时间）。(b) 根据PCB板的材料、厚度、是否多层板、尺寸大小。(c) 根据表面组装板搭载元器件的密度、元器件的大小以及有无BGA、CSP等特殊元器件进行设置。正确设置和优化无铅回流焊温度曲线正确设置和优化无铅回流焊温度曲线(d) (d) 还还要要根根据据设设备备的的具具体体情情况况，例例如如加加热热区区长长度度、加加热热源源材料、再流焊炉构造和热传导方式等因素进行设置。材料、再流焊炉构造和热传导方式等因素进行设置。热热风风炉炉和和红红外外炉炉有有很很大大区区别别，红红外外炉炉主主要要是是辐辐射射传传导导，其其优优点点是是热热效效率率高高，温温度度陡陡度度大大，易易控控制制温温度度曲曲线线，双双面面焊焊时时PCBPCB上上、下下温温度度易易控控制制。其其缺缺点点是是温温度度不不均均匀匀。在在同同一一块块PCBPCB上上由由于于器器件件的的颜颜色色和和大大小小不不同同、其其温温度度就就不不同同。为为了了使使深深颜颜色色器器件件周周围围的的焊焊点点和和大大体体积积元元器器件件达达到到焊焊接接温温度度，必须提高焊接温度。必须提高焊接温度。热热风风炉炉主主要要是是对对流流传传导导。其其优优点点是是温温度度均均匀匀、焊焊接接质质量量好好。缺缺点点是是PCBPCB上上、下下温温差差以以及及沿沿焊焊接接炉炉长长度度方方向向温温度度梯梯度度不不易控制。易控制。(e) (e) 还还要要根根据据温温度度传传感感器器的的实实际际位位置置来来确确定定各各温温区区的的设置温度。设置温度。(f) (f) 还要根据排风量的大小进行设置。还要根据排风量的大小进行设置。(g) (g) 环环境境温温度度对对炉炉温温也也有有影影响响，特特别别是是加加热热温温区区短短、炉炉体体宽宽度度窄窄的的再再流流焊焊炉炉，在在炉炉子子进进出出口口处处要要避避免免对对流风。流风。 三种无铅再流焊温度曲线三种无铅再流焊温度曲线 三角形温度曲线三角形温度曲线三角形温度曲线三角形温度曲线升温升温升温升温- - - -保温保温保温保温- - - -峰值温度曲峰值温度曲峰值温度曲峰值温度曲低峰值温度曲线低峰值温度曲线低峰值温度曲线低峰值温度曲线三角形回流焊温度曲线三角形回流焊温度曲线三角形回流焊温度曲线三角形回流焊温度曲线对于对于对于对于PCBPCB相对容易加热、元件与板材料有彼此接近温度、相对容易加热、元件与板材料有彼此接近温度、相对容易加热、元件与板材料有彼此接近温度、相对容易加热、元件与板材料有彼此接近温度、 PCBPCB表面温差表面温差表面温差表面温差tt较小的产品可以使用三角形温度曲线。较小的产品可以使用三角形温度曲线。较小的产品可以使用三角形温度曲线。较小的产品可以使用三角形温度曲线。 当锡膏有适当配方，三角形当锡膏有适当配方，三角形当锡膏有适当配方，三角形当锡膏有适当配方，三角形温度曲线将得到更光亮的焊温度曲线将得到更光亮的焊温度曲线将得到更光亮的焊温度曲线将得到更光亮的焊点。但助焊剂活化时间和温点。但助焊剂活化时间和温点。但助焊剂活化时间和温点。但助焊剂活化时间和温度必须符合无铅温度曲线的度必须符合无铅温度曲线的度必须符合无铅温度曲线的度必须符合无铅温度曲线的较高温度。三角形曲线的升较高温度。三角形曲线的升较高温度。三角形曲线的升较高温度。三角形曲线的升温速度是整体控制的，与传温速度是整体控制的，与传温速度是整体控制的，与传温速度是整体控制的，与传统的升温统的升温统的升温统的升温- -保温保温保温保温- -峰值曲线比峰值曲线比峰值曲线比峰值曲线比较，能量成本较低。较，能量成本较低。较，能量成本较低。较，能量成本较低。（a简单的产品的无铅回流焊温度曲线（b b推荐的升温推荐的升温- -保温保温- -峰值温度曲线峰值温度曲线通过缓慢升温，充分预热通过缓慢升温，充分预热通过缓慢升温，充分预热通过缓慢升温，充分预热PCBPCBPCBPCB，降低，降低，降低，降低PCBPCBPCBPCB表面温差表面温差表面温差表面温差tttt，使，使，使，使 PCBPCBPCBPCB表面温度均匀，从而实现较低的峰值温度表面温度均匀，从而实现较低的峰值温度表面温度均匀，从而实现较低的峰值温度表面温度均匀，从而实现较低的峰值温度235 235 235 235 2450C 2450C 2450C 2450C ），避免损坏元器件和），避免损坏元器件和），避免损坏元器件和），避免损坏元器件和FR-4FR-4FR-4FR-4基材基材基材基材PCBPCBPCBPCB。峰值温度峰值温度峰值温度峰值温度235245235245可以满足要求可以满足要求可以满足要求可以满足要求升温升温升温升温- -保温保温保温保温- -峰值温度曲线峰值温度曲线峰值温度曲线峰值温度曲线升温升温-保温保温-峰值温度曲线的要求峰值温度曲线的要求升温速度应限制到升温速度应限制到升温速度应限制到升温速度应限制到0.510C/0.510C/秒或秒或秒或秒或40C/40C/秒以下，取决于锡膏秒以下，取决于锡膏秒以下，取决于锡膏秒以下，取决于锡膏锡膏中助焊剂成分配方应该符合曲线，保温温度过高会损锡膏中助焊剂成分配方应该符合曲线，保温温度过高会损锡膏中助焊剂成分配方应该符合曲线，保温温度过高会损锡膏中助焊剂成分配方应该符合曲线，保温温度过高会损坏锡膏的性能；在氧化特别严重的峰值区助焊剂必须保持坏锡膏的性能；在氧化特别严重的峰值区助焊剂必须保持坏锡膏的性能；在氧化特别严重的峰值区助焊剂必须保持坏锡膏的性能；在氧化特别严重的峰值区助焊剂必须保持足够的活性。足够的活性。足够的活性。足够的活性。第二个温度上升斜率在峰值区入口，典型的斜率为第二个温度上升斜率在峰值区入口，典型的斜率为第二个温度上升斜率在峰值区入口，典型的斜率为第二个温度上升斜率在峰值区入口，典型的斜率为30C/30C/秒秒秒秒液相线以上时间的要求液相线以上时间的要求液相线以上时间的要求液相线以上时间的要求50605060秒秒秒秒, ,峰值温度峰值温度峰值温度峰值温度2352450C2352450C。冷却区，为了防止焊点结晶颗粒长大，防止产生偏析，要冷却区，为了防止焊点结晶颗粒长大，防止产生偏析，要冷却区，为了防止焊点结晶颗粒长大，防止产生偏析，要冷却区，为了防止焊点结晶颗粒长大，防止产生偏析，要求焊点快速降温，但还应特别注意减小应力。例如，陶瓷求焊点快速降温，但还应特别注意减小应力。例如，陶瓷求焊点快速降温，但还应特别注意减小应力。例如，陶瓷求焊点快速降温，但还应特别注意减小应力。例如，陶瓷片状电容的最大冷却速度为片状电容的最大冷却速度为片状电容的最大冷却速度为片状电容的最大冷却速度为-2-40C/-2-40C/秒。因此，要求有一秒。因此，要求有一秒。因此，要求有一秒。因此，要求有一个受控的冷却过程。个受控的冷却过程。个受控的冷却过程。个受控的冷却过程。如果温度曲线控制不当，可能造成材料中的应力过大如果温度曲线控制不当，可能造成材料中的应力过大如果温度曲线控制不当，可能造成材料中的应力过大如果温度曲线控制不当，可能造成材料中的应力过大（c c低峰值温度曲线低峰值温度曲线由于小元件比大元件、散热片的升温速度快，为了满足所有由于小元件比大元件、散热片的升温速度快，为了满足所有由于小元件比大元件、散热片的升温速度快，为了满足所有由于小元件比大元件、散热片的升温速度快，为了满足所有元件液相线以上时间的要求，采用升温元件液相线以上时间的要求，采用升温元件液相线以上时间的要求，采用升温元件液相线以上时间的要求，采用升温- - - -保温保温保温保温- - - -峰值温度曲峰值温度曲峰值温度曲峰值温度曲线。保温的目的是要减小线。保温的目的是要减小线。保温的目的是要减小线。保温的目的是要减小TTTT。大元件等大热容量位置一般都滞后小元件到达峰值温度，可大元件等大热容量位置一般都滞后小元件到达峰值温度，可大元件等大热容量位置一般都滞后小元件到达峰值温度，可大元件等大热容量位置一般都滞后小元件到达峰值温度，可采取保持低峰值温度，较宽峰值时间，让小元件等一等大采取保持低峰值温度，较宽峰值时间，让小元件等一等大采取保持低峰值温度，较宽峰值时间，让小元件等一等大采取保持低峰值温度，较宽峰值时间，让小元件等一等大元件，然后再降温的措施。以防损坏元器件。元件，然后再降温的措施。以防损坏元器件。元件，然后再降温的措施。以防损坏元器件。元件，然后再降温的措施。以防损坏元器件。低峰值温度低峰值温度低峰值温度低峰值温度(230240)(230240)曲线曲线曲线曲线（接近（接近（接近（接近Sn63/Pb37Sn63/Pb37）230240230240小元件小元件小元件小元件大元件大元件大元件大元件* *低峰值温度损坏器件风险小，能耗少；低峰值温度损坏器件风险小，能耗少；低峰值温度损坏器件风险小，能耗少；低峰值温度损坏器件风险小，能耗少；* *但对但对但对但对PCBPCB的布局、热设计、回流焊接的布局、热设计、回流焊接的布局、热设计、回流焊接的布局、热设计、回流焊接工艺曲线的调整、工艺控制、以及对工艺曲线的调整、工艺控制、以及对工艺曲线的调整、工艺控制、以及对工艺曲线的调整、工艺控制、以及对设备横向温度均匀性等要求比较高；设备横向温度均匀性等要求比较高；设备横向温度均匀性等要求比较高；设备横向温度均匀性等要求比较高；* *对于复杂产品，可能需要对于复杂产品，可能需要对于复杂产品，可能需要对于复杂产品，可能需要260260。t t（d d d d对于复杂产品，可能需要对于复杂产品，可能需要对于复杂产品，可能需要对于复杂产品，可能需要260260260260才能焊好。因此才能焊好。因此才能焊好。因此才能焊好。因此FR-4FR-4FR-4FR-4基材基材基材基材PCBPCBPCBPCB就不能满足要求了。就不能满足要求了。就不能满足要求了。就不能满足要求了。无铅再流焊工艺控制无铅再流焊工艺控制 设备控制不等于过程控制设备控制不等于过程控制设备控制不等于过程控制设备控制不等于过程控制再流焊炉中装有温度再流焊炉中装有温度再流焊炉中装有温度再流焊炉中装有温度PTPT传感器来控制炉温。例如将加热传感器来控制炉温。例如将加热传感器来控制炉温。例如将加热传感器来控制炉温。例如将加热器的温度设置为器的温度设置为器的温度设置为器的温度设置为230230，当，当，当，当PTPT传感器探测出温度高于或低传感器探测出温度高于或低传感器探测出温度高于或低传感器探测出温度高于或低于设置温度时，就会通过炉温控制器可控硅继电器停于设置温度时，就会通过炉温控制器可控硅继电器停于设置温度时，就会通过炉温控制器可控硅继电器停于设置温度时，就会通过炉温控制器可控硅继电器停止或继续加热新的技术是控制加热速度和时间）。然而，止或继续加热新的技术是控制加热速度和时间）。然而，止或继续加热新的技术是控制加热速度和时间）。然而，止或继续加热新的技术是控制加热速度和时间）。然而，这并不是实际的工艺控制信息。这并不是实际的工艺控制信息。这并不是实际的工艺控制信息。这并不是实际的工艺控制信息。由于由于由于由于PCBPCB的质量、层数、组装密度、进入炉内的的质量、层数、组装密度、进入炉内的的质量、层数、组装密度、进入炉内的的质量、层数、组装密度、进入炉内的PCBPCB数量、数量、数量、数量、传送速度、气流等的不同，进入炉子的传送速度、气流等的不同，进入炉子的传送速度、气流等的不同，进入炉子的传送速度、气流等的不同，进入炉子的PCBPCB的温度曲线也的温度曲线也的温度曲线也的温度曲线也是不同的，因此，再流焊工序的过程控制不只是监控机器是不同的，因此，再流焊工序的过程控制不只是监控机器是不同的，因此，再流焊工序的过程控制不只是监控机器是不同的，因此，再流焊工序的过程控制不只是监控机器的控制数据，而是对制造的每块的控制数据，而是对制造的每块的控制数据，而是对制造的每块的控制数据，而是对制造的每块PCBPCB的温度曲线进行监控。的温度曲线进行监控。的温度曲线进行监控。的温度曲线进行监控。否则它就只是机器控制，算不上真正的工艺过程控制。否则它就只是机器控制，算不上真正的工艺过程控制。否则它就只是机器控制，算不上真正的工艺过程控制。否则它就只是机器控制，算不上真正的工艺过程控制。必须监控实时温度曲线必须监控实时温度曲线必须监控实时温度曲线必须监控实时温度曲线由于工艺窗口变小了，因此更要严格控制温度曲线由于工艺窗口变小了，因此更要严格控制温度曲线由于工艺窗口变小了，因此更要严格控制温度曲线由于工艺窗口变小了，因此更要严格控制温度曲线 必须对工艺进行优化必须对工艺进行优化设置最佳温度曲线设置最佳温度曲线 再流焊温度曲线优化依据：再流焊温度曲线优化依据：再流焊温度曲线优化依据：再流焊温度曲线优化依据： (a)(a)焊膏供应商提供的温度曲线焊膏供应商提供的温度曲线焊膏供应商提供的温度曲线焊膏供应商提供的温度曲线 (b)(b)元件能承受的最高温度及其它要求。元件能承受的最高温度及其它要求。元件能承受的最高温度及其它要求。元件能承受的最高温度及其它要求。 例如钽电容、例如钽电容、例如钽电容、例如钽电容、BGABGA、变压器等器件对最高温度和耐受时间的要求。、变压器等器件对最高温度和耐受时间的要求。、变压器等器件对最高温度和耐受时间的要求。、变压器等器件对最高温度和耐受时间的要求。 (c)PCB(c)PCB材料能承受的最高温度，材料能承受的最高温度，材料能承受的最高温度，材料能承受的最高温度，PCBPCB的质量、层数、组装密度以的质量、层数、组装密度以的质量、层数、组装密度以的质量、层数、组装密度以及铜的分布等情况。及铜的分布等情况。及铜的分布等情况。及铜的分布等情况。 在实施过程控制之前，必须了解再流焊的焊接机理，具有明确的技在实施过程控制之前，必须了解再流焊的焊接机理，具有明确的技在实施过程控制之前，必须了解再流焊的焊接机理，具有明确的技在实施过程控制之前，必须了解再流焊的焊接机理，具有明确的技术规范。术规范。术规范。术规范。再流焊技术规范一般包括：再流焊技术规范一般包括：再流焊技术规范一般包括：再流焊技术规范一般包括：最高的升温速率、预热温度和时间、焊剂活化温度和时间、最高的升温速率、预热温度和时间、焊剂活化温度和时间、最高的升温速率、预热温度和时间、焊剂活化温度和时间、最高的升温速率、预热温度和时间、焊剂活化温度和时间、熔点以上的时间及峰值温度和时间、冷却速率。熔点以上的时间及峰值温度和时间、冷却速率。熔点以上的时间及峰值温度和时间、冷却速率。熔点以上的时间及峰值温度和时间、冷却速率。焊膏供应商提供的温度曲线举例）焊膏供应商提供的温度曲线举例）IPCIPCJDEC-STD-020JDEC-STD-020推荐的潮湿敏感元件推荐的潮湿敏感元件无铅再流焊温度曲线无铅再流焊温度曲线 升温速率：升温速率：升温速率：升温速率：0.50.50.50.51.5/s1.5/s1.5/s1.5/s，一般不超过，一般不超过，一般不超过，一般不超过2/s2/s2/s2/s； 峰值温度：峰值温度：峰值温度：峰值温度：235235235235245245245245，范围，范围，范围，范围230230230230260260260260，目标，目标，目标，目标240240240240245245245245； 液相温度以上时间：液相温度以上时间：液相温度以上时间：液相温度以上时间：45s45s45s45s75s75s75s75s，允许，允许，允许，允许30s30s30s30s90s90s90s90s，目标，目标，目标，目标45s45s45s45s60s60s60s60s； 到达比峰值温度小到达比峰值温度小到达比峰值温度小到达比峰值温度小5555以上的回流时间：以上的回流时间：以上的回流时间：以上的回流时间：2020202040s40s40s40s 曲线总长度：从室温曲线总长度：从室温曲线总长度：从室温曲线总长度：从室温25252525）升至峰值温度的时间）升至峰值温度的时间）升至峰值温度的时间）升至峰值温度的时间3 3 3 34min4min4min4min，最大不，最大不，最大不，最大不超过超过超过超过8min8min8min8min； 降温斜率：最大不超过降温斜率：最大不超过降温斜率：最大不超过降温斜率：最大不超过6/s6/s6/s6/s。各温区的参数设置范围：各温区的参数设置范围：各温区的参数设置范围：各温区的参数设置范围：Sn-Ag3.0-Cu0.5 Sn-Ag3.0-Cu0.5 Sn-Ag3.0-Cu0.5 Sn-Ag3.0-Cu0.5 焊料再流焊技术规范某产品举例）焊料再流焊技术规范某产品举例）焊料再流焊技术规范某产品举例）焊料再流焊技术规范某产品举例） 室温室温室温室温150150的升温速率为的升温速率为的升温速率为的升温速率为1 14/s4/s 预热温度预热温度预热温度预热温度150150180180，时间约，时间约，时间约，时间约606090s90s220220以上保持以上保持以上保持以上保持30s30s峰值温度为峰值温度为峰值温度为峰值温度为235235，持续时间为，持续时间为，持续时间为，持续时间为8 812s12s；峰值温度为；峰值温度为；峰值温度为；峰值温度为250250，持续时间为，持续时间为，持续时间为，持续时间为2 23s3s 冷却速率为冷却速率为冷却速率为冷却速率为2 24/s4/s 整个回流焊接持续时间约整个回流焊接持续时间约整个回流焊接持续时间约整个回流焊接持续时间约6min6min再流焊炉的参数设置必须以工艺控制为中心再流焊炉的参数设置必须以工艺控制为中心根据再流焊技术规范对再流焊炉进行参数设置包括各温区的温度设置、传送速度、风量等），但这些一般的参数设置对于许多产品的焊接要求是远远不够的。例如较复杂的印制板要使最大和最小元件都能达到0.54m界面合金层厚度，当PCB进炉的数量发生变化时、当环境温度或排风量发生变化时、当电源电压和风机转速发生波动时，都可能不同程度的影响每个焊点的实际温度。因此如果产生的实时温度曲线接接近于上限值或下限值，这种工艺过程就不稳定。由于工艺过程是动态的，即使出现很小的工艺偏移，也可能会发生不符合技术规范的现象。由此可见，再流焊炉的参数设置必须以工艺控制为中心，避开技术规范极限值。这种经过优化的设备设置可容纳更多的变量，同时不会产生不符合技术规范的问题。必须正确测试再流焊实时温度曲线必须正确测试再流焊实时温度曲线确保测试数据的精确性确保测试数据的精确性需要考虑以下因素：需要考虑以下因素：需要考虑以下因素：需要考虑以下因素：热电偶本身必须是有效的：定期检查和校验热电偶本身必须是有效的：定期检查和校验热电偶本身必须是有效的：定期检查和校验热电偶本身必须是有效的：定期检查和校验必须正确选择测试点：能如实反映必须正确选择测试点：能如实反映必须正确选择测试点：能如实反映必须正确选择测试点：能如实反映PCBPCBPCBPCB高、中、低温度高、中、低温度高、中、低温度高、中、低温度热电偶接点正确的固定方法并必须牢固热电偶接点正确的固定方法并必须牢固热电偶接点正确的固定方法并必须牢固热电偶接点正确的固定方法并必须牢固还要考虑热电偶的精度、测温的延迟现象等因素还要考虑热电偶的精度、测温的延迟现象等因素还要考虑热电偶的精度、测温的延迟现象等因素还要考虑热电偶的精度、测温的延迟现象等因素最简单的验证方法：最简单的验证方法：最简单的验证方法：最简单的验证方法：1 1、将多条热电偶用不同方法固定在同一个焊盘上进行比较、将多条热电偶用不同方法固定在同一个焊盘上进行比较、将多条热电偶用不同方法固定在同一个焊盘上进行比较、将多条热电偶用不同方法固定在同一个焊盘上进行比较2 2、将热电偶交换并重新测试、将热电偶交换并重新测试、将热电偶交换并重新测试、将热电偶交换并重新测试 通过监控工艺变量，预防缺陷的产生通过监控工艺变量，预防缺陷的产生当工艺开始偏移失控时，工程技术人员可以根据实时数当工艺开始偏移失控时，工程技术人员可以根据实时数当工艺开始偏移失控时，工程技术人员可以根据实时数当工艺开始偏移失控时，工程技术人员可以根据实时数据、进行分析、判别是热电偶本身的问题、接点固定据、进行分析、判别是热电偶本身的问题、接点固定据、进行分析、判别是热电偶本身的问题、接点固定据、进行分析、判别是热电偶本身的问题、接点固定的问题、还是炉子温度失控、传送速度、风量发生变化的问题、还是炉子温度失控、传送速度、风量发生变化的问题、还是炉子温度失控、传送速度、风量发生变化的问题、还是炉子温度失控、传送速度、风量发生变化），然后根据判断结果进行处理。），然后根据判断结果进行处理。），然后根据判断结果进行处理。），然后根据判断结果进行处理。通过快速调整工艺的最佳过程控制，预防缺陷的产生。通过快速调整工艺的最佳过程控制，预防缺陷的产生。通过快速调整工艺的最佳过程控制，预防缺陷的产生。通过快速调整工艺的最佳过程控制，预防缺陷的产生。目前能够连续监控再流焊炉温度曲线的软件和设备也越目前能够连续监控再流焊炉温度曲线的软件和设备也越目前能够连续监控再流焊炉温度曲线的软件和设备也越目前能够连续监控再流焊炉温度曲线的软件和设备也越来越流行。（例如来越流行。（例如来越流行。（例如来越流行。（例如KICKIC公司推出的温度监控系统包括公司推出的温度监控系统包括公司推出的温度监控系统包括公司推出的温度监控系统包括硬件和软件）硬件和软件）硬件和软件）硬件和软件）KIC VisionKIC Vision自动测量炉温曲线的系统自动测量炉温曲线的系统 KIC 24/7KIC 24/7还配有一个光纤感应器还配有一个光纤感应器对进入炉内的每一快组装板进行跟踪并记录对进入炉内的每一快组装板进行跟踪并记录 KICRPI-自动回流焊接检测设备自动回流焊接检测设备 KIC RPIKIC RPIKIC RPIKIC RPI的主要特点的主要特点的主要特点的主要特点- - - - 实现实现实现实现100%100%100%100%回流焊工艺检测回流焊工艺检测回流焊工艺检测回流焊工艺检测- - - - 把可疑产品自动收集至上下料架把可疑产品自动收集至上下料架把可疑产品自动收集至上下料架把可疑产品自动收集至上下料架- - - - 更完善现有检测的不足更完善现有检测的不足更完善现有检测的不足更完善现有检测的不足检测和验证每一块检测和验证每一块检测和验证每一块检测和验证每一块PCBPCB板的组装板的组装板的组装板的组装是否遵守了既定的回流工艺规范是否遵守了既定的回流工艺规范是否遵守了既定的回流工艺规范是否遵守了既定的回流工艺规范现代检测设备软件技术的先进性现代检测设备软件技术的先进性例如例如AOI设备设备(a)AOI(a)AOI设备产生两种类型的过程控制信息设备产生两种类型的过程控制信息设备产生两种类型的过程控制信息设备产生两种类型的过程控制信息 定量的信息，如元件偏移的测量等定量的信息，如元件偏移的测量等定量的信息，如元件偏移的测量等定量的信息，如元件偏移的测量等 定性信息，可通过直接报告缺陷信息来决定全部装配过定性信息，可通过直接报告缺陷信息来决定全部装配过定性信息，可通过直接报告缺陷信息来决定全部装配过定性信息，可通过直接报告缺陷信息来决定全部装配过程的品质。该信息可用于决定制造过程的系统缺陷。程的品质。该信息可用于决定制造过程的系统缺陷。程的品质。该信息可用于决定制造过程的系统缺陷。程的品质。该信息可用于决定制造过程的系统缺陷。(b)AOI(b)AOI具有强大的统计功能具有强大的统计功能具有强大的统计功能具有强大的统计功能 能够直接统计出能够直接统计出能够直接统计出能够直接统计出ppmppm数据数据数据数据(c)AOI(c)AOI能够直接生成控制图能够直接生成控制图能够直接生成控制图能够直接生成控制图AOI能够直接生成控制图能够直接生成控制图当绘出的点超出预设的极限，操作员可以纠当绘出的点超出预设的极限，操作员可以纠正缺陷正缺陷 选择一个控制图作为主监视图选择一个控制图作为主监视图选择一个控制图作为主监视图选择一个控制图作为主监视图 这个图经常在检查设备或返工站显示这个图经常在检查设备或返工站显示这个图经常在检查设备或返工站显示这个图经常在检查设备或返工站显示 操作员可以选择一个点来作进一步的调查，并且操作员可以选择一个点来作进一步的调查，并且可产生一个更详细的缺陷分类图可产生一个更详细的缺陷分类图左图是一个总结Pareto图分类的缺陷的报告。该图告诉过程工程师什么类型的缺陷正在出现。在本例中，最重要的缺陷是桥接，它占了缺陷的42%。线性图显示与Pareto条形图有联系的缺陷的累积百分率。它表明最多的三种缺陷占产品上发生的错误的75%。如果这些缺陷被消除，那么可得到重大的过程改进。再进一步深究这数据，可以确定再进一步深究这数据，可以确定焊锡短路的位置。焊锡短路的位置。左图显示焊锡短路缺陷发生在哪里。通过逐个位置的检查特殊缺陷的发生，工程师可更好地分析缺陷的根源。在本例中，最多缺陷的位置造成锡桥总数量的15%。由于这个至关重要，缺陷的根源将要求进一步的调查。 AOI的放置位置的放置位置主要有三个放置位置：主要有三个放置位置：主要有三个放置位置：主要有三个放置位置：（a a锡膏印刷之后锡膏印刷之后锡膏印刷之后锡膏印刷之后（b b回流焊前回流焊前回流焊前回流焊前（3 3回流焊后回流焊后回流焊后回流焊后多品种、小批量生产时可以不连线。多品种、小批量生产时可以不连线。多品种、小批量生产时可以不连线。多品种、小批量生产时可以不连线。（a）AOI置于锡膏印刷之后置于锡膏印刷之后可检查：可检查：可检查：可检查：焊膏量不足。焊膏量不足。焊膏量不足。焊膏量不足。 焊膏量过多。焊膏量过多。焊膏量过多。焊膏量过多。 焊膏图形对焊盘的重合不良。焊膏图形对焊盘的重合不良。焊膏图形对焊盘的重合不良。焊膏图形对焊盘的重合不良。 焊膏图形之间的粘连。焊膏图形之间的粘连。焊膏图形之间的粘连。焊膏图形之间的粘连。PCBPCB焊盘以外处的焊膏污染焊盘以外处的焊膏污染焊盘以外处的焊膏污染焊盘以外处的焊膏污染（b）AOI置于回流焊前置于回流焊前可检查：可检查：可检查：可检查：是否缺件是否缺件是否缺件是否缺件元件是否贴错元件是否贴错元件是否贴错元件是否贴错极性方向是否正确极性方向是否正确极性方向是否正确极性方向是否正确有无翻面和侧立有无翻面和侧立有无翻面和侧立有无翻面和侧立元件位置的偏移量元件位置的偏移量元件位置的偏移量元件位置的偏移量焊膏压入量的多少。焊膏压入量的多少。焊膏压入量的多少。焊膏压入量的多少。（c）AOI置于回流焊后置于回流焊后可检查：可检查：可检查：可检查：是否缺件是否缺件是否缺件是否缺件元件是否贴错元件是否贴错元件是否贴错元件是否贴错极性方向是否正确极性方向是否正确极性方向是否正确极性方向是否正确有无翻面、侧立和立碑有无翻面、侧立和立碑有无翻面、侧立和立碑有无翻面、侧立和立碑元件位置的偏移量元件位置的偏移量元件位置的偏移量元件位置的偏移量焊点质量：锡量过多、过少焊点质量：锡量过多、过少焊点质量：锡量过多、过少焊点质量：锡量过多、过少 （缺锡）、焊点错位（缺锡）、焊点错位（缺锡）、焊点错位（缺锡）、焊点错位焊点桥接焊点桥接焊点桥接焊点桥接6. 6. 无铅波峰焊特点及对策无铅波峰焊特点及对策无铅波峰焊接的主要特点也是高温、润湿性差、工无铅波峰焊接的主要特点也是高温、润湿性差、工无铅波峰焊接的主要特点也是高温、润湿性差、工无铅波峰焊接的主要特点也是高温、润湿性差、工艺窗口小。无铅波峰焊的难度比无铅再流焊的难度艺窗口小。无铅波峰焊的难度比无铅再流焊的难度艺窗口小。无铅波峰焊的难度比无铅再流焊的难度艺窗口小。无铅波峰焊的难度比无铅再流焊的难度还要大得多。还要大得多。还要大得多。还要大得多。要从要从要从要从PCBPCBPCBPCB设计开始采取措施孔径比设计应比有铅设计开始采取措施孔径比设计应比有铅设计开始采取措施孔径比设计应比有铅设计开始采取措施孔径比设计应比有铅焊接大一些），把工艺做得更细致，尽量提高通孔焊接大一些），把工艺做得更细致，尽量提高通孔焊接大一些），把工艺做得更细致，尽量提高通孔焊接大一些），把工艺做得更细致，尽量提高通孔透锡性，减少虚焊、桥接、焊点剥离透锡性，减少虚焊、桥接、焊点剥离透锡性，减少虚焊、桥接、焊点剥离透锡性，减少虚焊、桥接、焊点剥离Lift-offLift-offLift-offLift-off等焊接缺陷。等焊接缺陷。等焊接缺陷。等焊接缺陷。还要预防和控制还要预防和控制还要预防和控制还要预防和控制PbPbPbPb污染、污染、污染、污染、CuCuCuCu污染和污染和污染和污染和FeFeFeFe污染。污染。污染。污染。无铅波峰焊特点及及对策无铅波峰焊特点及及对策无铅波峰焊特点及及对策无铅波峰焊特点及及对策特点特点对策策高高温温设备耐高温，抗腐耐高温，抗腐蚀，加，加长预热区，区，Sn锅温度均匀，增加冷却温度均匀，增加冷却装置装置助助焊剂耐高温；耐高温；PCB耐高温；元器件耐高温耐高温；元器件耐高温工工艺窗窗口口小小选择低低Cu合金，在合金中添加少量合金，在合金中添加少量Ni可增加流可增加流动性和延伸率性和延伸率监测Sn-Cu焊料中料中Cu的比例，的比例，应1%；监测焊料中料中Pb的比例，要控制的比例，要控制焊点中点中Pb含量含量0.05%；PCB充分充分预热（100130），减小），减小PCB及大小元器件及大小元器件t；加速冷却，防止加速冷却，防止焊点点结晶晶颗粒粒长大，避免枝状大，避免枝状结晶的形成。晶的形成。润湿湿性性差差提高助提高助焊剂活性；提高助活性；提高助焊剂的活化温度的活化温度增加一些助增加一些助焊剂涂覆量；涂覆量；注意注意PCB与元器件的防潮、防氧化保存。与元器件的防潮、防氧化保存。充充N2可以减少可以减少焊渣的形成。渣的形成。无铅波峰焊温度曲线无铅波峰焊温度曲线预防和控制预防和控制PbPb污染、污染、CuCu污染和污染和FeFe污染污染 控制控制控制控制PbPbPbPb污染污染污染污染 Pb Pb Pb Pb含量一旦超过含量一旦超过含量一旦超过含量一旦超过0.1wt0.1wt0.1wt0.1wt就不符合就不符合就不符合就不符合RoHSRoHSRoHSRoHS了了了了 控制控制控制控制CuCuCuCu污染污染污染污染 Cu Cu Cu Cu比例超过比例超过比例超过比例超过1%1%1%1%，必须换新焊料，必须换新焊料，必须换新焊料，必须换新焊料 控制控制控制控制FeFeFeFe污染污染污染污染 Fe Fe Fe Fe含量超过含量超过含量超过含量超过0.02 wt%0.02 wt%0.02 wt%0.02 wt%也会严重影响焊点质量也会严重影响焊点质量也会严重影响焊点质量也会严重影响焊点质量对于波峰焊机，无铅与有铅的焊接设备是不兼容的对于波峰焊机，无铅与有铅的焊接设备是不兼容的对于波峰焊机，无铅与有铅的焊接设备是不兼容的对于波峰焊机，无铅与有铅的焊接设备是不兼容的正确的建线方法是无铅波峰焊机只用于无铅工艺正确的建线方法是无铅波峰焊机只用于无铅工艺正确的建线方法是无铅波峰焊机只用于无铅工艺正确的建线方法是无铅波峰焊机只用于无铅工艺7.无铅检测无铅检测检测设备、工具、方法、以及检测项目与检测设备、工具、方法、以及检测项目与检测设备、工具、方法、以及检测项目与检测设备、工具、方法、以及检测项目与有铅工艺相同。有铅工艺相同。有铅工艺相同。有铅工艺相同。检测标准检测标准检测标准检测标准 ：IPC-A-610DIPC-A-610D下面专门介绍）下面专门介绍）下面专门介绍）下面专门介绍）AOIAOI的检测软件需要升级。的检测软件需要升级。的检测软件需要升级。的检测软件需要升级。对检测人员进行培训。对检测人员进行培训。对检测人员进行培训。对检测人员进行培训。8.关于无铅手工焊和返修关于无铅手工焊和返修无铅手工焊和返修相当困难，主要原因：无铅手工焊和返修相当困难，主要原因：无铅焊料合金润湿性差。无铅焊料合金润湿性差。温度高温度高(熔点从熔点从183上升到上升到217)（简单（简单PCB235，复杂，复杂PCB260）（由于手工焊接暴露在空气中焊接，散热快，因此无（由于手工焊接暴露在空气中焊接，散热快，因此无铅焊接烙铁头温度需要在铅焊接烙铁头温度需要在280360左右）左右）工艺窗口小。工艺窗口小。造成造成PCB和元件损坏的最高温度没有变化和元件损坏的最高温度没有变化(290)无铅手工焊、返修注意事项无铅手工焊、返修注意事项选择适当的手工焊、返修设备和工具选择适当的手工焊、返修设备和工具正确使用手工焊、返修设备和工具正确使用手工焊、返修设备和工具正确选择焊膏、焊剂、焊锡丝等材料正确选择焊膏、焊剂、焊锡丝等材料正确设置焊接参数正确设置焊接参数(温度曲线温度曲线)适应无铅焊料的高熔点和低润湿性。同时返适应无铅焊料的高熔点和低润湿性。同时返修过程中一定要小心，将任何潜在的对元件和修过程中一定要小心，将任何潜在的对元件和PCB的可靠性产生不利影响的因素降至最低。的可靠性产生不利影响的因素降至最低。理想的手工锡焊温度理想的手工锡焊温度 时间曲线时间曲线: : （Sn-Pb Sn-Pb ）尽量缩短加热过程时间尽量缩短加热过程时间尽量缩短加热过程时间尽量缩短加热过程时间升温速度升温速度升温速度升温速度: : : : 愈快愈好，但不愈快愈好，但不愈快愈好，但不愈快愈好，但不要超出元件、要超出元件、要超出元件、要超出元件、PCBPCBPCBPCB承受能力承受能力承受能力承受能力降温速度降温速度降温速度降温速度: : : : 愈快愈好愈快愈好愈快愈好愈快愈好, , , , 但不但不但不但不要超出元件、要超出元件、要超出元件、要超出元件、PCBPCBPCBPCB承受能力。承受能力。承受能力。承受能力。 錫在液化后最佳温度与停留錫在液化后最佳温度与停留錫在液化后最佳温度与停留錫在液化后最佳温度与停留时间：时间：时间：时间： 220 220 220 220下下下下2sec2sec2sec2sec温度温度 ()()0 2 4 6 8(0 2 4 6 8(时间时间sec)sec)美军标和美军标和IPC规定：规定：焊接温度焊接温度不得高于焊锡不得高于焊锡熔点熔点40(100F)，停留时间为，停留时间为25秒秒合金合金焊接温度焊接温度(熔点熔点)Sn63/Pb37223(183)Sn3.8Ag0.7Cu257(217)Sn0.7Cu267(227)焊接温度和时间焊接温度和时间有铅和无铅有铅和无铅手工锡焊实时温度手工锡焊实时温度时间曲线比较时间曲线比较:secsec造成造成PCB和元件损坏的最高温度没有变化和元件损坏的最高温度没有变化(290)无铅工艺窗口小无铅工艺窗口小Sn-PbSn-Ag-Cu焊接五步法焊接五步法1.准备焊接：清洁烙铁准备焊接：清洁烙铁2.加热焊件：烙铁头放在被焊金属的连接点加热焊件：烙铁头放在被焊金属的连接点3.熔锡润湿：添加锡丝，锡丝放在烙铁头处熔锡润湿：添加锡丝，锡丝放在烙铁头处4.撤离焊锡：撤离锡丝撤离焊锡：撤离锡丝5.停止加热：撤离烙铁停止加热：撤离烙铁（每个焊点焊接时间（每个焊点焊接时间23s）手工焊接中的错误操作手工焊接中的错误操作过大的压力：对热传导未有任何帮助氧化的烙铁），凹痕、焊过大的压力：对热传导未有任何帮助氧化的烙铁），凹痕、焊盘翘起。盘翘起。错误的烙铁头尺寸：接触面积、热容量、形状长度。错误的烙铁头尺寸：接触面积、热容量、形状长度。过高的温度和过长时间。过高的温度和过长时间。锡丝放置位置不正确，不能形成热桥。焊料的传输不能有效传递锡丝放置位置不正确，不能形成热桥。焊料的传输不能有效传递热量。热量。不合适的使用助焊剂，使用过多的助焊剂会引发腐蚀和电迁移。不合适的使用助焊剂，使用过多的助焊剂会引发腐蚀和电迁移。不必要的修饰和返工，会增加金属间化合物，影响焊点强度不必要的修饰和返工，会增加金属间化合物，影响焊点强度转移焊接手法会使助焊剂提前就挥发掉，不能用在通孔元件的焊转移焊接手法会使助焊剂提前就挥发掉，不能用在通孔元件的焊接中，焊接中，焊SMDSMD可采用。可采用。无铅手工焊接的要点无铅手工焊接的要点1）选择加热效率高的烙铁，使迅速达到熔化温度选择加热效率高的烙铁，使迅速达到熔化温度选择专用烙铁。选择专用烙铁。选择专用烙铁。选择专用烙铁。如果采用普通烙铁，烙铁的瓦数比有铅提高一倍左右。如果采用普通烙铁，烙铁的瓦数比有铅提高一倍左右。如果采用普通烙铁，烙铁的瓦数比有铅提高一倍左右。如果采用普通烙铁，烙铁的瓦数比有铅提高一倍左右。烙铁头前端的形狀和尺寸要有利于热传导。烙铁头前端的形狀和尺寸要有利于热传导。烙铁头前端的形狀和尺寸要有利于热传导。烙铁头前端的形狀和尺寸要有利于热传导。烙铁头长度要适当短一些。烙铁头长度要适当短一些。烙铁头长度要适当短一些。烙铁头长度要适当短一些。无铅手工焊接的要点无铅手工焊接的要点无铅手工焊接烙铁头温度的设定无铅手工焊接烙铁头温度的设定焊料名称焊料名称熔点熔点（）焊接温度焊接温度（熔点（熔点5050）烙铁头温度烙铁头温度（焊接温度（焊接温度100 100 ）Sn-PbSn-Pb共晶焊料共晶焊料183183233233333333（实际（实际（实际（实际360360360360） SASnAg(3-4)SASnAg(3-4)Cu(0.5-0.7)Cu(0.5-0.7)217217267267367367（实际（实际（实际（实际400400400400410410410410） Sn-0.7CuSn-0.7Cu227227277277377377（实际（实际（实际（实际410410410410420420420420） 烙铁头温度烙铁头温度熔点熔点150150烙铁头的选择烙铁头的选择无铅手工焊接的要点无铅手工焊接的要点2）焊锡丝的线径不要太粗焊锡丝的线径不要太粗焊锡丝的线径越粗，烙铁的热量越容易被夺取。无铅手工焊接的要点无铅手工焊接的要点3）烙铁头的接触方法有利于热传导烙铁头的接触方法有利于热传导无铅手工焊接的要点无铅手工焊接的要点4 4）烙铁头前端必须保持清洁烙铁头前端必须保持清洁烙铁头处于良好的上锡状态烙铁头处于良好的上锡状态烙铁头前端因助焊剂污染，易引起焦黑残渣，妨碍烙铁头前端因助焊剂污染，易引起焦黑残渣，妨碍烙铁头前端因助焊剂污染，易引起焦黑残渣，妨碍烙铁头前端因助焊剂污染，易引起焦黑残渣，妨碍烙铁头前端的热传导。烙铁头前端的热传导。烙铁头前端的热传导。烙铁头前端的热传导。最好每个焊点焊接前都要对烙铁头进行清洁。最好每个焊点焊接前都要对烙铁头进行清洁。最好每个焊点焊接前都要对烙铁头进行清洁。最好每个焊点焊接前都要对烙铁头进行清洁。每天早上用清洁剂将海绵清洗干净每天早上用清洁剂将海绵清洗干净每天早上用清洁剂将海绵清洗干净每天早上用清洁剂将海绵清洗干净，沾在海棉上，沾在海棉上，沾在海棉上，沾在海棉上的焊锡附着在烙铁头上，会导致助焊剂不足，同时的焊锡附着在烙铁头上，会导致助焊剂不足，同时的焊锡附着在烙铁头上，会导致助焊剂不足，同时的焊锡附着在烙铁头上，会导致助焊剂不足，同时海棉上的残渣也会造成二次污染烙铁头。海棉上的残渣也会造成二次污染烙铁头。海棉上的残渣也会造成二次污染烙铁头。海棉上的残渣也会造成二次污染烙铁头。无铅手工焊接的要点无铅手工焊接的要点无铅手工焊接的要点无铅手工焊接的要点5 5 5 5）焊锡丝、助焊剂材料必须与原始工艺相同焊锡丝、助焊剂材料必须与原始工艺相同焊锡丝、助焊剂材料必须与原始工艺相同焊锡丝、助焊剂材料必须与原始工艺相同无铅手工焊接的要点无铅手工焊接的要点无铅手工焊接的要点无铅手工焊接的要点8 8 8 8）10101010分钟以上不使用应断电分钟以上不使用应断电分钟以上不使用应断电分钟以上不使用应断电无铅手工焊接的要点无铅手工焊接的要点无铅手工焊接的要点无铅手工焊接的要点6 6 6 6）同一个焊点上不要重复焊接，避免同一个焊点上不要重复焊接，避免同一个焊点上不要重复焊接，避免同一个焊点上不要重复焊接，避免IMCIMCIMCIMC增厚增厚增厚增厚无铅手工焊接的要点无铅手工焊接的要点无铅手工焊接的要点无铅手工焊接的要点7 7 7 7）焊锡尚未完全凝固前不要晃动元件和焊锡尚未完全凝固前不要晃动元件和焊锡尚未完全凝固前不要晃动元件和焊锡尚未完全凝固前不要晃动元件和PCBAPCBAPCBAPCBA板，板，板，板，以免造成焊点扰动以免造成焊点扰动以免造成焊点扰动以免造成焊点扰动9.无铅清洗无铅清洗 无铅组装工艺过程后的焊剂残余是可以清洗的。但由于高熔点，增加了清洗难度。无铅清洗对策无铅清洗对策 需要增加压力、清洗时间，需要增加压力、清洗时间，需要增加压力、清洗时间，需要增加压力、清洗时间，必要时增加清洗剂浓度。必要时增加清洗剂浓度。必要时增加清洗剂浓度。必要时增加清洗剂浓度。