无铅培训课程PPT31页课件

1、无铅锡膏培训课程主讲人 服务部目 录发展无铅锡膏的背景 有关无铅锡膏的立法 无铅锡膏发展的现状 推行过程中的问题 无铅锡膏的相关资料 无铅制程中常见的工艺问题及其解决办法铅的使用人们使用铅的历史悠久.铅容易提炼,价格便宜,应用范围宽广.酸性电池81.81%涂料 0.06%, 颜料和化学药品- 4.78%弹药 - 4.69%电缆皮 - 1.40%黄铜和青铜工艺制品 - 0.72%焊料(除电子焊料外) - 0.70% 电子焊料- 0.49% 焊料 70%零件焊端 5%焊盘镀层 25%什么地方含铅？(电子业)铅的循环酸性电池 96.5% 被循环 (67.8%-报纸, 63.5%-Alcan, 37.

2、9%-玻璃瓶)60-80%的典型酸性电池都被再利用.电子设备美国个别州有再利用, 但没有经济地再使用铅和焊料大约13年前, 环保者和立法者才提议 WEEE限用铅2000年8月交通业禁用铅发展无铅锡膏的背景 废弃电路板埋入地下，被雨水和与其他废物反应所侵蚀。带有金属的滤液可能转移到本地的地下水，并污染它。人在饮用含有铅的水后，体内血液中的铅的含量升高。铅对脑、中枢神经系统、肾脏、肝脏和血的产生都有损坏。为 什 么 禁 用 电 子 业 的 铅?有关无铅锡膏的立法美国征税条例 1993年WEEE 规定 2019 Waste from Electronics & Electrical Equipmen

3、t日本东芝-2000年. 索尼,富士通, 日立-2019年. NEC-2019年日本政府将此列为国际贸易的条款TCLP(有害物品特殊处理程序) Toxicity Characteristic Leaching Procedure有关无铅锡膏的立法欧洲 欧洲政府机构的第2号草案规定 2019年1月1日执行 ,但欧洲真正实现全面无铅的日程在2019年美国 早在1991年,里德法律S3.91提议:限制使用含铅焊接材料,禁止使用含铅量高的原料,并限定铅的含量 0.1%. 1993年此提议出台试行后美国制造工业反应激烈并百般阻挠,导致这项提议搁浅.目前美国的无铅化制程的实施要到2019年.日本 2019

4、年5月,日本政府宣布环保再生的相关法律.同时日本主要电子设备厂商自发组织并宣告在2019-2019年减少使用含铅材料.无铅锡膏发展现状 日本 日本电机工业会日前决定从年月起，家用电器、重型电机和电子 计算机等新产品的生产都必须使用无铅焊锡。日本各大电机公司已经相继成功开发多种无铅焊锡材料，并已应用到产品上。如SONY,FUJITSU等大型电子公司已基本实现无铅化。 焊接性方面，现在仍然没有能够代替锡铅合金的合金。Cu的Sn/Ag锡膏在机械强度和延展性方面优于其他合金,比较有希望代替锡铅合金。无铅锡膏发展现状Sn-Ag-Cu (Eutectic 217C). (如: Sn95.5Ag4.0Cu0

5、.5) 其它的合金是 :Sn99.3/0.7Cu (Eutectic 227C) Sn96.5/3.5Ag (Eutectic 221C) Sn-Ag-Bi( 200C - 210C ) 如: Sn93.5-Ag3.5-Bi3.0 ( 206C - 213C ) Sn 锡 Cu 铜 Sb 锑 Ag 银 Bi- 铋 Zn 锌下面是有可能代替Sn/Pb的是 :各金属基本储量的估计元素 全球需量(万吨) 全球储量(万吨) 剩余储量(万吨) 银 13,500 15,000 1,500铋 4000 8000 4000铜 8,000,000 10,200,000 2,200,000铟 100 200 10

6、0锑 78,200 122,300 44,100锡 220,000 300,000 80,000常用金属参考金属价格($/lb)合 金价格($/lb)Sb(锑）Bi(铋）Cd(镉）Cu(铜）In(铟）Pb(铅）P(磷）Ag(银）Sn(锡）Zn(锌）1.752.4631.157.750.342379.112.610.55Sn91/Zn9Sn42/Bi58Sn68/Cd32Sn58/In42Sn63/Pb37Sn62/Pb36/Ag2Sn96.5/Ag3.5Sn65/Ag25/Sb10Sn95/Pb5In75/Sn252.432.522.7325.761.773.325.2921.882.5743

7、.96最新的无铅基准由于铅在各种金属中的存在，对与无铅来讲是相对而言的，且在无铅焊料的采矿以及制做过程中，都可能有铅的存在和加入。根据IPC最新的规定铅含量在1000Dppm以下的焊料就符合无铅焊料的概念。科利泰无铅基准是铅含量小于500Dppm，现在可以作到100Dppm，但是成本会有较大幅度的上升。推行过程中的问题价格 可靠性 元件对高温的反映 什么是无铅锡膏？ 供应链 相关标准返修 元件焊接端与材料、元件和设备不相容设备、工艺限制有限的工艺窗口波峰焊工序要优化清洗工序限制推行过程中需要解决的问题科利泰专利无铅锡膏美国专利号 5，435，857专利日期 7-25-2019提供替换当前Sn/

8、Pb 的锡膏温度范围在170。C-200 。C之间固态-188 。C，液态-197 。C关键成份Sn/In/Ag/Sb或Bi过去10年来的发展合金 专利所属 固相温度 液相温度Sn77.2/In20/Ag2.8 铟公司 175。C 187 。C Sn95.5/Ag3.8/Cu0.7 爱荷华州立大学 217 。C E 217 。C ESn86/In10.5/Ag2.0/Bi1.5 科利泰 179 。C 188 。C Sn96.2/Ag2.5/Sb0.5/Cu0.8 Aim(castin) 219 。C E 219 。C ESn99.3/Cu0.7 锡研究机构 227 。C 227 。C Sn80

9、/In10/Bi9.5/Ag0.5 福特马达公司 179 。C 200 。C 无铅锡膏中的参数要求熔点：接近现行的Sn63/Pb37的熔点183。C，或力 求保持在200。C以下的范围；特性：焊接效果与常用锡膏一样或常用锡膏更好；其他：用DIP、SMT和维修方面都一样，并且要免洗无铅合金的物理特性Vs Sn63/Pb37Sn42/Bi58熔点硬度热膨胀系数拉力强度电阻率(uohm-cm)Qualitek No-leadSn96.5/Ag3.5Sn63/Pb37138C188-197C221C183C22HB13HB14.8HB14HB13.824.5PureSn=23.524.75400psi

10、7450psi8245psi7500psi34.516.312.3114.5回焊外观图Sn95.5/Ag4/Cu0.5锡银铜的回焊考量TemperaturesHeater Set-point 280 - 32521730-60 seconds liquidusTin / Lead Profile235 - 280260Danger Zone25022018340CTin / Silver / Copper10CTemperaturesHeater Set-point 典型的无铅锡膏合金熔点强度可润性温度疲劳特点Sn/AgSn-3.5AgSn-3.5Ag-0.7CuSn-3.5Ag-4.8Bi2

11、16-221共晶优良中等优良Sn/BiSn-58BiSn-7.5Bi-2Ag-0.5CuSn-2Ag-22Bi139-200中等中等优良Sn/CuSn-0.7Cu227中等中等？Sn/ZnSn-9ZnSn-8Zn-3Bi190-199Eutectic优良差优良（大阪大学 菅沼教授）10020015050熔点温度138 。C90sec(soak time)150secTime: IN SecondAlloy Sn42/Bi58 No-CleanTemp:IN 。CReflow Profiles Max 175 。C Min 160 。CReflow ProfilesAlloy Sn63/Pb37

12、 No-Clean60sec(soak time)120sec50100150200250熔点温度183 。C Max 220 。C Min 205 。CTime: IN SecondTemp:IN 。CReflow ProfilesAlloy Sn96.5/Ag3.5 No-CleanTemp:IN 。CTime: IN Second5010015020025060sec(soak time)120sec熔点温度221 。CMax 249 。CMin 235 。C零件焊端镍/钯镍/金银/铂银/钯铂/钯/银银金镍/金/铜锡锡/铅PCB 覆层锡 镍上镀锡镍上镀金钯镍上镀钯银OSP(防氧化覆层)锡

13、铅 Sn42/Bi58 Qualitek LF88 Sn96.5/Ag3.5 Sn99.3/Cu0.7 Sn95.5/Ag4/Cu0.5 Sn63/Pb37熔点138。C188-197。C221。C227。C217219。C 183。C硬度热膨胀系数电阻率(Uohm-cm)密度电导率%IACS拉力强度22HB 13HB 14.8HV 9 HB 15HB 14HB13.8 24.5 30.2 Pure Sn=23.5 Prue Sn=23.5 24.7 34.5 16.3 12.31 - 13 14.55400psi 7450psi 8450psi 4300psi 6800psi 7500psi8.72 7.37 7.37 7.3 7.39 8.344.5%IACS 14%IACS 14%IACS 16IAC