无铅培训讲义(共15页)

1、无铅培训(pixn)讲义PCB及零件设计(shj)对无铅制成之影响绿色(l s)电子产品的概念：电子产品中含铅、镉、汞、六价铬等重金属和PBB及PBDE等溴化物阻燃剂的含量要求达到相关法律规定的，并非只是无铅。电子垃圾和铅污染的机理：废弃电子器件埋入地下，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。业界关于电子产品的相关法规的介绍（ROHS和WEEE）RoHS指令欧盟为了限制有害物质在电子电器产品中的使用，并透过妥善的回收及处理废弃电子电器产品达到保护人类健康的

2、目的，于2003年颁布2002/95/EC号法令，即RoHS法令（Restriction of the use of Hazardous Substances in Electrical and Electronic Equipment Pirective）电子电机产品之危害物质限用法令。 WEEE指令主要规定是藉着赋予各家电器与电子设备制造/销售厂商，对于这些产品使用完尽后所生成废弃物的”延伸制造者回收责任，来达到加强回收WEEE的目标。规定各会员国应该在2006年年底之前达到至少回收70%WEEE与回收再利用50%以上WEEE材料与组件(各类电器回收率目标不同)的目标 。WEEE&RoHS

3、法令中所规范的电器及电子设备产品 大型家电用品（Large household appliances） 小型家电用品（Small household appliances） 信息及电讯设备（IT&Telecommunication equipment） 消费性设备（Consumer equipment） 发光设备（Lighting equipment） 电子及电器工具（Electrical & electronic tools） 玩具、娱乐运动设备（Toys） 医疗设施(Medical equipment system) 监视及控管设备（Monitoring & controling stru

4、ments） 自动贩卖机（Automatic dispensers）无铅的定义和无铅豁免条例：电子工业中的所谓无铅就是指用其它一种或几种对人体无害(或微小可预防)的金属代替工业制造用料中的铅金属，从而大大减少或避免由于人们使用含铅产品而造成的健康受损。铅浓度不超过产品总重量的 0.1%，并且如果设计(shj)用于焊接的话，也适用于特定的无铅焊接工艺。世界先进公司(n s)关于绿色产品和无铅的研究进展：凯斯特生产无铅焊料(hnlio)的美国厂商无铅溶液使无铅焊接成为今天的现实：目前采用无铅焊接工艺的众多公司都已制定并实行了一套行之有效的实施方案。这些确实需要一定的时间，与此同时，随着规定时限的迅

5、速迫近，研究探索以及实施无铅波峰、回流和再加工规程的时机就应当是现在。 无铅焊接并不是可行性的问题，它更多地是我们在这个技术领域处于追随地位还是领导地位的时间问题。 凯斯特公司开发了许多同类产品中最好的焊接产品 ，这为切实地过渡到采用无铅装配提供了保证。从焊锡膏到液体焊剂、焊锡线、预成型件和焊锡球，凯斯特公司以可靠的无铅工艺为设计宗旨，研制开发了许多工艺产品。 凯斯特把开发无铅产品的强化化学特性方面的不懈努力当作公司全球研究开发团队的首要工作。凯斯特同样认识到，拥有可靠的产品以及专业知识才能稳步前进，使无铅应用成为现实。凯斯特应用工程师都经过相关认证，能够帮助用户面对无铅装配技术上的挑战。 凯

6、斯特大学 的创办目的就在于使共享凯斯特宽广的领域知识财富成为可能。凯斯特大学可以提供有关无铅装配的最好的培训课程。无铅技术专业知识可以克服无铅焊接应用中的种种障碍，它可以帮助我们实现无铅焊接，同时还能保持原有的可靠性和生产产出。 德州仪器 (TI) 将符合 RoHS 指令的产品定义为无铅 (Pb) 产品，规定内容包括：铅浓度不超过产品总重量的 0.1%，并且如果设计用于焊接的话，也适用于特定的无铅焊接工艺。RoHS 的地位是基于 TI 对欧盟 RoHS 指令 2002/95/EC 的当前认识以及对产品材料的了解。 出于对环境的保护，电子组件与系统对无铅解决方案的需求在半导体与电子领域越来越受重

7、视。德州仪器 (TI) 致力于与客户合作，提供能够满足他们在这些领域中用于特定需求的产品。TI 于 1989 年向 IC市场推出的镍/钯 (Ni/Pd) 涂层是一种无铅备选方案。目前已有 300 多亿 TI 无铅镍/钯组件投入实践应用。TI 可为上述无铅涂层提供各种类型的封装。凭借 TI 现有用于制造镍/钯涂层组件的基础设施，我们坚信，在向客户提供种类繁多的无铅产品能力方面，TI始终居于业界领先地位。为了了解其他无铅涂层的可制造性与可靠性，包括 TI等在内的众多 IC 供应商都在对其进行评估。TI为某些大规模量产的 MicroStar BGA? 产品开发了无铅球栅选项。此外，TI 还正在评估无

8、铅球栅选项，用于支持其他领域的封装系列。 目前，TI 正积极参与几个致力于解决无铅工艺问题的业界联合体。这些联合体正在评估具有无铅组件与印刷电路板涂层的无铅焊料合金。已提出的数种无铅焊料合金所要求的最高回流温度均高于当前 Sn/Pb 的峰值温度。 260 峰值回流(hu li)温度的影响 采用当前组装材料制成的 IC 封装的湿度敏感性测试显示(xinsh)，峰值回流温度为 260 时会对湿度性能造成负面影响。某些封装类型显示湿度敏感性会降低 2 级以上。由于我们需要支持更高的回流(hu li)温度（235），因此需要用当前材料集做干燥包封装 (dry-pack package)，或采用更昂贵、

9、更先进的组装材料。Xilinx在1999年实现了无铅计划。由于制定了清晰明确的蓝图，并与技术伙伴密切合作，Xilinx已经生产不含有害物质的产品，以满足OEM倡议和法律管制的要求。 在Xilinx：无铅=符合RoHS指令=绿色 Xilinx 符合无铅/ RoHS标准的产品Xilinx定义的“无铅”产品指的是符合RoHS的产品，包括对Pb（浓度 0.1%）、汞、六价铬、镉、PBB和PBDE的限制。Xilinx提供的标准封装符合RoHS规范中六种限制使用物中的五种。Xilinx标准封装包括铅，但对ROHS指令中另外5种物质的限制则完全满足. 目前尚无废止标准（非无铅）产品的计划。中国无铅法规指定和

10、推行的进展情况：根据中国电器工业协会的最新数据，2004年一季度，我国机电产品出口在我国出口中所占比重达55。而欧盟已经成为中国机电产品出口的主要市场。由于中国厂商环保理念和工艺水平的落后，RoHS指令使得将近270亿美元的中国机电产品面临欧盟的环保壁垒。中国政府一直在给以密切关注和研究对策，国务院专门责成信息产业部负责针对欧盟环保指令的研究和应对工作。信息产业部根据清洁生产促进法和固体废物污染环境防治法等有关法规制定的电子信息产品污染防治管理办法已经完成，并于2005年1月1日起施行。电子信息产品污染防治管理办法规定，自2006年7月1日起，列入电子信息产品污染重点防治目录中的电子信息产品中

11、不得含有铅、汞、镉、六价铬、聚合溴化联苯乙醚和聚合溴化联苯及其他有毒有害物质。对于2006年7月1日以前的一段时间，中国政府要求电子信息产品制造商们实行有毒有害物质的减量化生产措施，并积极寻找可替代品。同时，一个名为“电子信息产品污染防治标准工作组”的机构也已经开始筹备成立，该机构的主要任务是研究和建立符合中国国情的电子信息产品污染防治标准，开展与电子信息产品污染防治有关的标准研究和制定工作，特别是加快制定急需的材料、工艺、测试方法和实验方法的基础标准。PCB板的制作过程：参考附件。“PCB 制造的过程及工艺.htm”PCB的DFM设计：产品导入阶段(jidun)，验证“可制造(zhzo)性设

12、计” (DFM) 规则(guz)包括“可组装性设计” (DFA) 和“可测试性设计” (DFT)，DFM (DESIGN FOR MANUFACTURING) 电子产品设计与制造之整合。典型案例分析：绿色电子和无铅制造的推行和实现电子组装钎焊原理介绍：无铅焊料和有铅焊料的比较和分析：传统的 Sn63 焊料经过回流后可以得到光亮的焊点，锡-银-铜合金得到的焊点比较暗淡且表面略有裂隙；对于此种合金来说，这种现象是典型的，并不代表焊点质量很差。其他能够注意到的区别为锡-银-铜合金得到的焊点接触角较大，焊盘周围的熔湿降低，且锡-银-铜的熔湿速度和完全性不如 Sn63锡膏认证测试：包括锡粉粒径及形状、助

13、焊剂含量、黏度测试、黏着指数测试、印刷性测试等。锡膏认证测试包括：铬酸银实验、铜镜实验、铜板腐蚀实验、卤素含量实验、锡球实验、坍塌实验、扩散性实验、湿润性实验等。焊料棒的认证和技术规格：助焊剂认证技术指标：焊锡丝的认证和技术规格：助焊膏的认证：辅料相容性问题：辅料的专利问题：元器件采购技术要求：无铅制程采购和物流控制：无铅制程生产线管制：无铅制程现场管理案例：无铅产品可靠度实验和失效分析SMT流程介绍：SMT就是表面(biomin)组装技术（SurfaceMountedTechnology的缩写(suxi)），是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。SMT有何特点(tdin)：组装密度高、

14、电子产品体积小、重量轻，贴片元件的体积和重量只有传统插装元件的1/10左右，一般采用SMT之后，电子产品体积缩小40%60%，重量减轻60%80%。2、可靠性高、抗振能力强。焊点缺陷率低。3、高频特性好。减少了电磁和射频干扰。4、易于实现自动化，提高生产效率。降低成本达30%50%。节省材料、能源、设备、人力、时间等。为什么要用SMT：1、电子产品追求小型化，以前使用的穿孔插件元件已无法缩小2、电子产品功能更完整，所采用的集成电路(IC)已无穿孔元件，特别是大规模、高集成IC，不得不采用表面贴片元件。3、产品批量化，生产自动化，厂方要以低成本高产量，出产优质产品以迎合顾客需求及加强市场竞争力4

15、、电子元件的发展，集成电路(IC)的开发，半导体材料的多元应用5、电子科技革命势在必行，追逐国际潮流无铅焊接制程介绍：将锡-银-铜作为焊锡膏合金时的主要差别在于峰值温度。该种合金的熔点为 217-221 C；峰值温度为 230-255 C，这取决于组件的热质量。建议超过液相线的时间 (TAL) 不超过 90 秒，以避免残留物烧焦；这也会减少金属间化合的几率。无铅组装的焊点可靠性：传统的 Sn63 焊料经过回流后可以得到光亮的焊点，锡-银-铜合金得到的焊点比较暗淡且表面略有裂隙；对于此种合金来说，这种现象是典型的，并不代表焊点质量很差。其他能够注意到的区别为锡-银-铜合金得到的焊点接触角较大，焊

16、盘周围的熔湿降低，且锡-银-铜的熔湿速度和完全性不如 Sn63。无铅可导致发生焊接缺陷的几率增加，预防缺陷出现需要对无铅合金和焊剂配系具有更好的理解。诸如桥接、不熔湿、反熔湿以及发生焊料结球等缺陷的的可能性可能增加。选择与待焊接金属相容的恰当的焊剂化学组成以及使用优化的回流温度特性曲线可以防止缺陷的增加。采用正确的存放和处理方法确保线路板和元器件的可焊性也将使采用无铅焊锡膏的良好焊接成为可能。如果化学组成经过仔细挑选且 SMT 工艺受到良好的控制，则产出结果将会与采用 Sn63 工艺相同。 组装可靠性的分析和检测方法介绍：转向无铅焊接技术几乎使PCB组件的方方面面都受到了影响，包括测试和检测手

17、段。这里，我们着重论述一些相关的技术问题，以及无铅焊接给自动光学检测(AOI)、自动X射线检测(AXI)以及在线测试(ICT)等主要测试和检测技术带来的影响。回流温度无铅焊配料具有较高的熔点，可能会使元件与/或组件损坏。按照无铅焊接概念，SnAgCu的熔点温度从183提高到近217，峰值温度高达260。通过较长时间的预加热可以使高温得到适当降低。修复温度也受到影响，有些部件的修复温度可达280。这种较高温度下使用的元件必须(bx)进行资格认证，未经认证的元件要求进行手工组装。光学(gungxu)检测问题检测无铅焊接基本上与检测常规的有铅焊接没有(mi yu)什么区别。无铅焊接的焊点外形看起来与

18、传统的锡-铅焊点十分相似。检测属于哪种类型的焊接，关键是找到正确判断每种外形视觉特征的检测机理。然而，无铅和有铅焊接的焊点从外表看还是有些差别的，并影响AOI系统的正确性。无铅焊点的条纹更明显，并且比相应的有铅焊点粗糙，这是由于从液态到固态的相变造成的。因此，这类焊点看起来显得更粗糙、不平整。另外，无铅焊料的表面张力较高，不像有铅焊料那么容易流动，形成的圆角形状也不尽相同。这些视觉上的差异要求对AOI设备和软件重新校准。举例来说，某些有铅焊接AOI系统中设置的自动通过值可能与无铅焊接存在轻微的差别。如果当前正使用人工检测仪，并考虑转换为AOI系统，正是合适的机会，因为此时人工检测仪必须进行重新

19、校准。无铅焊检测的工业研究结论2002年泰瑞达公司资助成立了国家物理研究室(NPL)，对AOI系统的无铅焊检测能力进行了独立评估。NPL是英国国家标准实验室，是独立的测量和材料科学研究、开发和知识转换中心，在国际上享有很高的声誉。NPL对无铅表面安装组件自动光学检测系统的比较这一课题进行了研究，并在2002年7月公布了研究结果，旨在判断无铅焊接组件自动光学检测系统是否存在问题。供研究使用的测试对象是一种专门为此次研究制作的单色组件，一次制作了许多，有的有缺陷，有的没有缺陷。组件包括许多不同的焊接类型。每个组件包含近100个元件以及1400多个无铅焊点。设计的元件类型包括0.4mm节距256脚Q

20、FP，0.5mm节距TSOP，以及0402电阻。缺陷类型包括漏焊元件、未对准元件、尺寸正确但参数错误的元件、不良焊点、错误极性元件、焊接桥，以及焊接不平整元件等。参加AOI系统评估研究的有六个不同的制造商，其中包括泰瑞达公司。对无铅组件和常规有铅组件的检测使用相同的软件算法。研究表明，对无铅焊PCB的评估结果与有铅PCB相同，甚至更优。两者的错误检测率也十分相似。需要进行的测试次数与测试对象是否含铅无关。研究表明，虽然在不同设备上测试结果略有差别，但大多AOI系统可以用于无铅表面安装组件的检测。有些使用彩色算法和依赖单色摄像机的系统在评估无铅焊点时会遇到问题。实践证明，采用AOI系统对焊接分析

21、时，不必用彩色图像，单色图像已包含了焊接分析所必需的全部信息。倾钦障嘞低扯砸恍形铅缺陷的检测效果更好，例如焊接桥和不良焊点等。自动X射线检测问题我们发现，无铅焊的球形焊点中虚焊增多。无铅焊的焊接密度较高，可以检测出焊接中出现的裂缝和虚焊。铜、锡和银应属于高密度材料，因此，像铅这类材料阻碍X射线的照射。所以，有必要对X射线系统进行重新校准，但是所有的X射线检测公司-无论他们生产手动还是自动X射线检测系统-都说自己的设备对于检测无铅焊接没有问题，但是为了进行优良焊接的特性表征、监控组装工艺，以及进行最重要的焊点结构完整性分析，对设备的检测要求有所提高。无铅焊对ICT的影响前面已提到，锡合金是一种无

22、铅焊选择，然而，锡焊会出现金属须现象-即小的金属凸起，伸出焊点或焊盘之外。这类须状物可能生长的很长，使两个焊区的电流过大，出现短路，引起设备故障。采用在线测试可以很容易地发现这一问题，但锡须的生长可能需要一定的时间，这可能是一个长期存在的可靠性问题。许多组织正在积极努力，如NEMI公司正在使用不同的锡合金，试图最大限度地减少这种现象的发生。为了优化无铅焊接的回流工艺，我们增加了焊剂的使用量，在非清洗环境(hunjng)，随着接触电阻的增大，可能污染探针头，对设备性能有损。因此，要求加强对设备的维护工作，或者把探针头改换为更尖锐的类型。但是，更尖的探针头可能与无铅焊的脆性发生冲突，引起损伤。由于

23、无铅焊的脆性，在对测试设备中组件的弯曲特性加以限制时要加倍小心。返修(fnxi)&修复问题最后要考虑的问题是无铅焊对返修和修复工作的影响。无铅合金的熔解需要较高的温度。如果组件上的元件尺寸较大，会出现较高的热耗散，因此应对元件进行预加热。由于采用无铅焊接，并且在裸PCB片中去除了某种阻燃剂，修复时要求的高温(gown)可能会损坏元件与/或组件。无铅法规符合性：国际大厂之要求：SHARP 2000年 下半年开始导入无铅2002年 国内生产新品种中无铅化海外生产新产品中无铅化2003年 国内外自社设计基板全部无铅化2004年 购入部品、基板全部无铅化新产品全部无铅化NEC 1998年 开始导入无铅

24、1999年 世界上第一台计算器母板无铅化组装2000年 有铅焊料使用量吨（全世界工厂合计），比年减少一半目标：年度全制品无铅化TOSHIBA 2002年度制品无铅化达标率目标：年月全制品无铅化HITACHI 目标：年月全制品无铅化TDK 年月开始导入无铅年月无铅电子部品开始量产年至今无铅压电材料、陶瓷材料试验成功，开始量产化NIKON 1995年 开始开发无铅玻璃年无铅玻璃组成开发成功年新规光学设计中无铅玻璃采用率目标：年月全制品无铅化 无铅化零组件实验(shyn)：无铅实装板/装置(zhungzh)可靠度实验失效(sh xio)分析无铅制程实战指导和漫谈答疑元件、PCB与焊料结合的过程分析：

25、无铅对组装设备的要求：针对于无铅焊接，要求的温度比较高（221度），必然对焊接设备自身的耐高温性提出更高的要求。在高温环境下，设备材料和焊接材料的性质都会发生变化，特别是氧化现象会更加严重，防氧化也是无铅焊接对于组装设备提出的要求之一。无铅焊接材料的特性，要求设备对温度曲线的控制要求更加精确。无铅回流制程控制和调制方法：无铅技术在焊接工艺上造成的变化最大整个工艺技术中最难处理的部分。这方面的变来自取出铅金属后的焊接金属在熔点和表面张变化。这两方面的特性变化，使原先使用在锡焊剂配方必须重新设计或调整。熔点温度的改剂成分的不同也对焊接工艺造成工艺参数上的从目前的研究结果中，所有较可替代的合金中温度

26、都高于现有的锡铅合金。例如从目前较可界广泛接受的锡-银-铜合金看来，其熔217。以此作为例子来看，无铅技术的采用接工艺中造成工艺窗口的大大缩小。理论上在口的萎缩从锡铅焊料的37降到只有23，约38的萎缩(见图一)。实际上，工艺窗口的比以上的理论值还大。原因是在实际工作上，测温做法含有一定的不确定性 DFM的限制，以及要很好的照顾到焊点外观(不少工厂还是以外观做为主要的质量检查依等，这个回流焊接工艺的窗口其实只约有14，约53的萎缩)。这只有14的工艺窗口，事实上在工艺调制上是有很大的挑战性的。而对设备（回流炉）和DFM的要求也比锡铅技术的应用要求高出许多。理论上在焊接过程时，焊点的温度只要达到

27、焊料合金的熔点温度就行了。但在实际情况下，刚达到熔点温度的焊料，其润湿性特差。所以我们必须提高实际焊点的温度以增加润湿能力。由于无铅合金的润湿性比起锡铅合金还差，这做法在无铅技术上更是必要.PCBA上的器件和板材都有承受温度的极限,目前在无铅技术中对这承受温度提出的要求是260. 虽然这温度和含铅技术的240比较下有所提高，但因为焊点温度受到熔点温度和润湿性考虑的影响提高的幅度更大，这就造成了容许的工艺窗口(温度的上下限)在无铅技术中小了许多。事实上，如果(rgu)器件供应商在器件设计上只满足国际建议的260为上限，用户所面对的问题还更大。所拥有的焊接温度工艺窗口就可能连上面(shng min

28、)所说的14都不到了。这是因为有些器件如BGA之类的封装设计，在对流加热的应用中，封装本体的温度是常常高于底部的焊点温度的。这原本还不算是个大问题，使问题恶化的是，这些器件一般也都是热容量较大(jio d)的器件，封装导热性不是十分优良。而由于同一 PCBA上总有些热容量小很多的器件(注三)，所以就造成了实际温差十分难通过工艺调整来缩小和确保都在工艺窗口内。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焊接工作更加困难。其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、润湿不良以及造成影响焊点寿命的虚焊。而氧化的程度，除了器件来料本身要有足够的控制外，用户

29、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)等等都是决定因素。无铅技术的温度提高，正使焊端在预热段造成更多的氧化。如果锡膏的助焊剂能力不足，或是回流温度曲线在清洁除氧化段的工艺设置不当的话，回流时就可能出现焊接不良的问题。爆米花现象是另外一项在无铅技术中会加重的问题。业界有一些研究报告指出，由于温度的升高，在无铅焊接中许多IC的防潮敏感性都会提高了一到两个等级。也就是说，用户的防潮控制或处理必须也给于加强。这对于那些很小批量生产的用户将有较严重的影响。因为许多很小批量生产的用户都有较长时间的来料库存时间。如果库存的防潮设施不理想，就必须

30、通过组装前烘烤除湿的做法来防止爆米花问题。这做法在进入无铅时代后由于其对吸潮的更加敏感而更频繁.烘烤虽然能够解决爆米花问题,但烘烤过程会加剧器件焊端的氧化,带来了焊接的难度。一个可行的做法是使用惰性环境烘烤，但这在设备、耗材(惰性气)和管理上却增加了成本。立碑是另外一个在无铅技术中较在含铅技术严重的问题。这是因为无铅合金的表面张力较强的原因。解决的原理和含铅技术一样，其中通过DFM控制器件焊端和焊盘尺寸，以及两端热容量最为有效。其次可通过工艺调整减少器件两端的温差。该注意的是，虽然原理不变，但无铅的工艺窗口会小一些，所以用户必须首先确保本身使用的炉子有足够的能力。即有良好的加热效率以及稳定的气

31、流。气孔在锡铅技术中原已经是个不容易完全解决的问题。而进入无铅技术后，这问题还会随无铅合金表面张力的提高而显得更严重。要消除气孔问题，有三个因素必须紧密配合和给于照顾。就是锡膏特性(锡膏的认证选择)、DFM(器件焊端结构、焊盘和钢网开口设计)、以及回流工艺(温度曲线的设置)。其控制原理和含铅技术中没有不同，只是窗口小了些。由于无铅焊接工艺窗口比起含铅焊接工艺窗口有显著的缩小，业界有些人认为氨气焊接环境的使用也许有必要。氦气焊接能够减少熔锡的表面张力，增加其润湿性。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。例如锡膏、回流炉能

32、力、DFM等问题。而且氦气的使用增加成本，所以它不应该是个首要考虑点。应该定位为是一种补救手段。也就是说正确的处理态度，应该是在实施技术整合中确认其他有效因素无法改善或控制得当之后，才考虑是否要实施氨气焊接工艺。国内使用氮气的用户不多，但在我接触的两家企业中，其实都不需要使用氮气。其工艺问题都应该从其他更经济有效的做法来解决。所以这里提醒用户们，虽然氦气会有所帮助，但您不一定要借助于它。不宜在您未掌握其他方面的知识前别匆匆作出使用的决定。工艺窗口小不仅对工艺调制准确性的要求高，还同时要求工艺的稳定性也必须非常高。否则即使工艺设置到最优化点，工艺的偏移也会使质量很快的偏移出受控区。要工艺稳定，设

33、备是个关键的因素。在目前的回流焊接设备中，使用强制热风对流原理的炉子设计是个主流。热风对流技术能够取代早期的气相和稍后的红外辐射技术，在于它的升温速度的可控性以及恒温能力较强。但可惜的是，热风对流在加热效率和加热均匀性以及重复性等都是其弱点。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。随着无铅技术在工艺窗口上的缩小和对重复性的更高要求，热风对流技术将受到挑战。一些在热风对流技术上设计得不太好的中低档次设备，将不能够有效的支持了解工艺和关心质量的用户。热风回流炉的原理是通过热空气作为传热的媒介。空气本身并不是个良好的热导体。而必须通过足够的对流来达到传热目的。所以炉子如何控制内

34、部气流的设计是个关键。而空气的流动是十分难控制得精准的。即使是设计优良的炉子，其传热效益也会因为炉膛内气压的变化(来自排风系统的变化、风扇老化、出风口的逐渐堵塞等)、负荷的变化(入炉时间或间隔时间)、锡膏挥发物、设备的老化等等变数而产生变化。因此如果要最好的控制住焊接工艺，就必须要有个不断监督的做法。波峰焊制程控制(kngzh)和调试方法：手工(shugng)焊接过程控制：潮敏器件和烘烤(hn ko)原则：潮湿敏感性元件(MSD, moisture-sensitive device)烘钡的缺省条件已经在最新的IPC/JEDEC标准中增加很多。对于包装在高温拖盘内的零件，现在的周期125C 48

35、小时。在卷盘和低温脱盘上的元件必须以40C烘焙68天。无铅返修过程控制：焊点外观及检验标准无铅焊接的XRAY检测：工序控制Master list图无铅与技术壁垒的关系无铅真相(zhnxing)：咨询(zxn)和答疑：1 桥 联 引线线之间出现搭接的常见原因是端接头（或焊盘或导线(doxin)）之间的间隔不够大。再流焊时，搭接可能由于焊膏厚度过大或合金含量过多引起的。另一个原因是焊膏塌落或焊膏黏度太小。波峰焊时，搭接可能与设计有关，如传送速度过慢、焊料波的形状不适当或焊料波中的油量不适当，或焊剂不够。焊剂的比重和预热温度也会对搭接有影响。 1 桥联出现时检测的项目与对策 检测项目1、印刷网版与基

36、板之间是否有间隙 对 策 1、检查基板是否存在挠曲，如有挠曲可在再流焊炉内装上防变形机构； 2、检查印刷机的基板顶持结构，使基板的保持状态与原平面一致； 3、调整网版与板工作面的平行度。 检测项目2、对应网版面的刮刀工作面是否存在倾斜（不平行） 对 策 1、调整刮刀的平行度 检测项目3、刮刀的工作速度是否超速 对 策 1、重复调整刮刀速度（刮刀速度过快情况下的焊膏转移，会降低焊膏黏度而在焊膏恢复原有黏度前就执行脱版，将产生焊膏的塌边不良） 检测项目4、焊膏是否回流到网版的反面一测 对 策 1、网版开口部设计是否比基板焊区要略小一些； 2、网版与基板间不可有间隙；3、是否过分强调使用微间隙组装用

37、的焊膏，微间隙组装常选择粒度小的焊膏，如没必要，可更换焊膏。 检测项目5、印刷压力是否过高，有否刮刀切入网板开口部现象 对 策 1、聚酯型刮刀的工作部硬度要适中，太软易产生对网版开口部的切入不良； 2、重新调整印刷压力。 检测项目6、印刷机的印刷条件是否合适 对 策 1、检测刮刀的工作角度，尽可能采用60度角。 检测项目7、每次供给的焊膏量是否适当 对 策 1、可调整印刷机的焊膏供给量。 2 焊 料 球 焊料球是由于焊膏因此的最普通的缺陷形式，其原因是焊料合金被氧化或者焊料合金过小，由焊膏中溶剂的沸腾而引起的焊料飞溅的场合也会出现焊料球缺陷，还有一种原因是存在有塌边缺陷，从而造成的焊料球。焊料

38、球出现时应检测的项目与对策如表2所示。 2 焊料球出现时检测的项目与对策 检测项目1、基板区是否有目测不到的焊料小球（焊料合金被氧化造成） 对 策 1、焊膏是否在再流焊过程中发生氧化。 检测项目2、焊膏的使用方法是否正确 对 策 1、检测焊膏性能 检测项目3、基板区是否有目测到的焊料小球（焊料塌边造成） 对 策 1、焊膏是否有塌边现象 检测项目4、刮刀的工作速度是否超速 对 策 1、重复调整刮刀速度（刮刀速度过快情况下的焊膏转移，会降低焊膏黏度而在焊膏恢复(huf)原有黏度前就执行脱版，将产生焊膏的塌边不良） 检测(jin c)项目5、预热时间是否(sh fu)充分 对 策 1、活性剂从开始作

39、用的80度温度到熔融的时间应控制在2min之内。 检测项目6、是否在离发生地较远的位置上发现焊料球（溶剂飞溅造成） 对 策 1、焊接工艺设定的温度曲线是否符合工艺要求，焊接预热不是充分，在找不到原因时，可对焊膏提出更换要求。 3 立 碑 片状元件常出现立起的现象，又称之为吊桥、曼哈顿现象。立碑缺陷发生的根本原因是元件两边的润湿力不平衡。主要与焊盘设计与布局不合理、焊膏与焊膏的印刷、贴片以及温度曲线有关。3 立碑缺陷出现时检测的项目与对策 检测项目1、焊盘是否有一个与地线相连或有一侧焊盘面积过大 对 策 1、改善焊盘设计 检测项目2、焊膏的活性 对 策 1、按照表3的检测焊膏性能； 2、采用氮气

40、保护，氧含量控制在10010-6左右。 检测项目3、焊膏的印刷量是否均匀 对 策 1、调整焊膏的印刷量，保证焊膏的印刷量均匀 检测项目4、Z轴受力是否均匀 对 策 1、调整印刷压力保证元件浸入焊膏深度相同。 4 位置偏移 这种缺陷可以怀疑是焊料润湿不良等综合性原因。先观察发生错位部位的焊接状态，如果是润湿状态良好情况下的错位，可考虑能否利用焊料表面张力的自调整效果来加以纠正，如果是润湿不良所致，要先解决不良状况。焊接状况良好时发生的元件错位，有下面二个因素： 在再流焊接之前，焊膏黏度不够或受其它外力影响发生错位。 在再流焊接过程中，焊料润湿性良好，且有足够的自调整效果，但发生错位，其原因可能是

41、传送带上是否有震动等影响，对焊炉进行检验。发生这种情况下也可以从元件立碑缺陷产生的原因考虑。4 位置偏移缺陷出现时检测的项目与对策 检测项目1、在再流焊炉的进口部元件的位置有没有错位 对 策 1、检验贴片机贴装精度，调整贴片机； 2、检查焊膏的粘接性，如有问题，按表3检验； 3、观察基板进入焊炉时的传送状况。 检测项目2、在再流焊过程中发生了元件的错位 对 策 1、检查升温曲线和预热时间是否符合规定； 2、基板进入再流焊内是否存在震动等影响； 3、预热时间是否过长，使活性剂失去作用，再检查升温曲线。 检测项目3、焊膏的印刷量是否过多 对 策 1、调整焊膏的印刷量 检测项目4、基板焊区设计是否正

42、确 对 策 1、按焊区设计要求重新检查 检测项目5、焊膏的活性是否合格 对 策 1、可改变使用活性强的焊膏 5 芯吸现象(xinxing) 又称吸料现象又称抽芯现象，是常见的焊接缺陷之一，多见于气相再流焊中。这种缺陷是焊料脱离焊盘沿引脚上行到引脚与芯片本体之间，回形成严重的虚焊现象。通常原因是引脚的导热率过大，升温迅速，以致焊料优先润湿引脚，焊料与引脚之间的润湿力远大于焊料与焊盘之间的润湿力，引脚的上翘回更会加剧(jij)芯吸现象的发生。 解决办法是：先对SMA充分预热后在放如炉中焊接，应认真(rn zhn)的检测和保证PCB焊盘的可焊性，元件的共面性不可忽视，对共面性不好的器件不应用于生产。

43、 6 未 熔 融 未熔融的不良现象有两种： 在固定场所发生的未熔融，按表5进行检验； 发生的场所不固定，属随即发生按表3进行检验。 5 固定场所发生未熔融缺陷时，所检验的项目 1、发生未熔融的元件是不是热容量大的元件； 2、是不是在基板的反面装载了热容量大的元件，形成导热障碍； 3、发生未熔融元件的四周是不是装载了热容量大的元件； 4、组装在基板端部的元件有没有发生未熔融； 5、在发生未熔融的部位有没有与基板地线或电源线路等热容量大的部件相连接； 6、未熔融的场所是不是属于隐蔽的部位，即对热风或红外线直接接触较困难的结构状态。 7 焊料不足 焊料不足缺陷的发生原因主要有两种： 在发生焊料不足的场所，焊料的润湿性非常好，完全不是焊接状态问题，