無鉛培訓(xùn)3.ppt

1、,升溫區(qū),預(yù)熱區(qū),回流區(qū),冷卻區(qū),溫度,時間,熔化階段,217。C,活性溫度,Lead Free Profile,140 。C,加熱區(qū),170 。C,Max slope(+) =3 。C/s,235-249。C,Sn/Ag/Cu,60-150sec,60-90sec,Qualitek Lead Free Soder Paste,產(chǎn)品 LF88 Sn96.5/Ag3.5 Sn99.3/Cu0.7 Sn95.5/Ag4/Cu0.5 Sn42/Bi58 免洗類型 NL-600 691Q,670I,670P 691Q,670I,670P 691Q,670I,670P 670I 金屬含量 89 89 8

2、9 89 89 特征 Drop-in-replacement Fine Pithc Printing Higher reflow Slight lower reflow For heat sensitive for Sn62 and Sn63 &Pin-testability. Temperature than temperature than assemblies.Moderate alloys. suitable for Excellent wetting & tin/silver.Excellent tin/silver.Excellent wetting and spreading h

3、eat sensitive tack wetting lower cost wetting/tack component 水洗類型 792,788 792,788 792,788 792,788 792,788 金屬含量 88 89 89 89 89 特征 Drop-in-replacement Fine Pithc Printability Fine Pithc Printability Similar to Fine Pithc Printing for Sn62 and Sn63 Excellent wetting Excellent wetting Sn96.5/Ag3.5 good

4、wetting and alloys. &spreading tack,Qualitek Lead-Free Bar & Wire Solder,產(chǎn)品 LF88 Sn96.5/Ag3.5 Sn99.3/Cu0.7 Sn95.5/Ag4/Cu0.5 Sn42/Bi58 焊錫絲中心 免洗 NC600 免洗 NC600 免洗 NC600 免洗 NC600 N/A 焊料 水洗 WS700 水洗 WS700 水洗 WS700 水洗 WS700 N/A Flux % 1.1,2.2 1.1,2.2 1.1,2.2 1.1,2.2 N/A 焊錫絲直徑 .020，.032，.062 .020，.032，.06

5、2 .020，.032，.062 .020，.032，.062 N/A 單位重量 1/2 Pound 1/2 Pound 1/2 Pound 1/2 Pound N/A 1 Pound 1 Pound 1 Pound 1 Pound N/A 焊錫條 1 KG BAR 1 KG BAR 1 KG BAR 1 KG BAR 1LB BAR,科利泰無鉛制程建議焊料,錫膏: 型號: DSP888 合金:Sn95.5/Ag4/Cu0.5(LF217) Sn95.5/Ag3.8/Cu0.7 Sn96/Ag3.5/Cu0.5 Sn95.8/Ag3.5/Cu0.7 Sn96.5/Ag3.5,錫條:Sn99.3

6、/Cu0.7,錫線: Sn95.5/Ag4/Cu0.5(LF217),液體焊劑: 型號:380P1 固體含量:,無鉛制程中常見的工藝問題及解決辦法,無鉛焊點的缺陷 Bi的存在對焊點的影響 少量鉛的污染 氮氣的應(yīng)用及其影響 熱沖擊 無鉛對設(shè)備的更高要求 錫須的生長及其影響,回流后無鉛焊料與鉛錫焊料的對比,Sn63/Pb37,Sn95.5/Ag4/Cu0.5,無鉛焊點缺陷,Pb-Free焊接溫度高出Sn/Pb焊接溫度平均約30。C，而其焊點強度（Joint Strength）卻遠不如后者可靠。經(jīng)常會出現(xiàn)空洞（Voids）、漏焊（Skip）、錫球（Solder Ball）、連錫（Bridge）、立碑

7、（Tombstone）等缺陷。雖然有其本身固有的缺陷，但是也是可以通過工藝的調(diào)整和改善以盡量減少或避免這些缺陷的發(fā)生。從外觀看，更會比Sn/Pb焊料的焊點暗淡許多。,焊接效果對比（1）,Sn63/Pb37,Sn95.5/Ag4/Cu0.5,焊接效果對比（2）,Sn63/Pb37,Sn95.5/Ag4/Cu0.5,由于無鉛焊點會比Sn/Pb焊點暗淡，通過適當?shù)募哟蠡睾负蟮慕禍匦甭适歉纳坪更c亮度的有效方法。但應(yīng)該注意的是熱量的沖擊問題。,Bi的浮裂（Fillet Lifting）,Bi的存在會對回流焊接及波峰焊接都會存在較大的影響，那就是產(chǎn)生浮裂。,由于Bi原子的遷移特性，致使在焊接過程中及焊接后

8、，Bi原子向表面以及無鉛焊料與銅墊之間遷移，而生成“多鉍”的不良薄層，再加上焊料與板材兩者收縮中的剪切應(yīng)力的作用，就造成了垂直浮裂。,少量鉛的污染,由于在焊接中形成良好的Cu6Sn5合金是焊接的關(guān)鍵。 而由于少量Pb的存在，并移往Cu面，造成Cu6Sn5合金不易形成，以致結(jié)合不牢固而形成浮起的情形。 這也是要求無鉛焊料鉛含量1000Dppm以下的原因之一。,氮氣對無鉛工藝的重要作用及負面影響,助焊劑 : 使用低固態(tài)免洗助焊劑會提高可焊性和 減少焊點變色的可能性 合金 : 高溫會增加焊點氧化 爐內(nèi)氧氣是100PPM，在低溫下，合金就可以很好的擴展，但是如果是1000PPM，合金就會氧化。 使用氮

9、氣，潤濕力增加 工藝 : 使用氮氣，可以降低峰值溫度 (250 C),氮氣對無鉛工藝的重要作用及負面影響,使用較細的錫粉，焊料的表面積會增大， 容易氧化 PCB鍍層 : 在低氧氣含量狀況，OSP和可焊性差的 PCB會焊接的快 使用氮氣時，工藝處理窗口加大 在1000PPM的含氧情況下，會減少缺陷和增加潤 濕性 如果氧含量過低會引起立碑 在波峰焊方面，可以使用活性溫和的助焊劑，而且用量也可以減少 無氮氣環(huán)境的無鉛工藝，避免使用裸銅焊墊PCB，以免在高溫環(huán)境下氧化嚴重不利于焊接 用不用氮氣，取決于成本和好處,氮氣 N 2 （立碑）,由于無鉛合金的表面張力比含鉛合金的高，以及元件越來越小型化（040

10、2或0201），所以應(yīng)用無鉛錫膏出現(xiàn)“立碑”現(xiàn)象的機會相對比較高。 在空氣中的表面張力約為450 mN/mm ；在N2中的表面張力約為500 mN/mm 。 (相比之下： SnPb在空氣中的表面張力約為417 mN/mm ；在N2中的表面張力約為464mN/mm）,工藝窗口與熱沖擊,工藝窗口變小而熱沖擊增大,由于平均溫度上升約30。C且預(yù)熱和焊接時間的加長，使元器件和板材受到了很大的熱沖擊，同時也是實用的工藝窗口變得更窄。經(jīng)常會使電解電容暴裂，IC本體（如PBGA）發(fā)生爆米花（Popcom）式的龜裂或變形。至于長時間高溫后PCB翹曲，更是司空見慣有時候連綠漆也會變軟。若為環(huán)氧樹脂含鹵板材還可能

11、在高溫下?lián)]發(fā)出有害氣體以至造成環(huán)境污染。,CAF問題,由于溫度已高出約30。C，現(xiàn)行的免洗助焊劑活性會過早耗盡，而不得不使用非揮發(fā)性水溶性（VOC Free Water Based）助焊劑，于是在高熱久留以及活性較強的化學(xué)作用下，易使板材發(fā)生“?？椉嗞栃月╇姟保–onductive Anodic Filament），即CAF問題。該問題會造成電路中不同電位的兩導(dǎo)體被同一束玻織紗所搭連，在高溫等惡劣環(huán)境下發(fā)生銅導(dǎo)體的腐蝕，從而出現(xiàn)銅由陽極往陰極漂移而漏電。 為避免CAF問題的發(fā)生，可使用無CAF板材（Anti-CAF）或盡量減少焊接熱沖擊，后者可通過工藝來實現(xiàn)。,工藝策略,解決方法,波峰焊接無鉛曲線,無鉛工藝對設(shè)備的要求,對于回流焊，無鉛工藝要求設(shè)備可升至更高的溫度（更耐熱的發(fā)熱和保溫器件）和更精確的控溫效果（爐體更長，有更多的加熱區(qū)），以及可以使用氮氣氣氛的回流焊爐。 對于波峰焊，由于高比例純錫在長期的強熱中會對設(shè)備的不銹鋼錫池與螺旋槳造成攻擊，使錫池中熔進SnFe，造成不銹鋼本體的腐蝕和破損，并且由于SnFe的存在導(dǎo)致焊接不良的產(chǎn)生（或Fe量達到0.3%時）。為防止上述現(xiàn)象發(fā)生，使用錫池具有保護膜的焊機或“電磁泵浦”式的波焊機，可以避免以上不良現(xiàn)象的產(chǎn)生。,錫須的生長（Tin Whisker）,所謂錫須是由于