有铅无铅混装工艺的质量控制

3-2有铅、无铅混装工艺的质量控制

（参考：[工艺]第20章）顾霭云内容1.有铅/无铅混合制程分析⑴再流焊工艺中无铅焊料与有铅元件混用⑵再流焊工艺中有铅焊料与无铅元件混用2.有铅、无铅混装工艺的质量控制⑴有铅/无铅混用必须考虑相容性⑵严格物料管理⑶采用有铅工艺（用有铅焊料焊接有铅和无铅元器件）的质量控制原则由于再流焊与波峰焊工艺不同；无引线或有引脚元件的焊端镀层和引脚表面镀层中的Pb含量（或无铅材料的含量）与BGA焊球中Pb含量（或无铅材料的含量）的不同；对焊点可靠性的影响也是不一样的。因此需要对各种具体情况分别讨论。一．有铅/无铅混合制程分析(一）无铅焊料与有铅元件混用1.无铅焊料与有铅镀层元件（无引线或有引脚元件）混用2.无铅焊料与有铅PBGA、CSP混用

无铅焊料与有铅元件混用

（无引线或有引脚元件）有铅元件引脚和焊端镀层只有几微米厚，焊端或引脚镀层中微量Pb在无铅焊料与焊端界面容易发生Pb偏析现象，形成Sn-Ag-Pb的174℃的低熔点层，可能发生焊缝起翘（Lift-off）现象，影响焊点长期可靠性。Pb在1%左右的微量时发生焊点剥离的概率最高。

这意味着来自元件、PCB镀层的微量Pb混入，

将容易发生Lift-off。Lift-off（焊点剥离）现象的机理

——锡釺焊时的凝固收缩现象63Sn37Pb合金的CTE是24.5×10-6，从室温升到183℃，体积会增大1.2%，而从183℃降到室温，体积的收缩却为4%，故锡铅焊料焊点冷却后有时有缩小现象。因此有铅焊接时也存在Lift-off，尤其在PCB受潮时。无铅焊料焊点冷却时也同样有凝固收缩现象。由于无铅熔点高、与PCB的CTE不匹配更严重、出现偏析现象，因此当存在PCB受热变形等应力时，很容易发生Lift-off，严重时甚至会造成焊盘剥落。PCB焊盘与Sn-0.7Cu焊后发生Lift-off凝固收缩冷却时由于基板温度高，焊点先凝固收缩，基板焊盘界面处残留液相，基板越厚，基板内部储存的热量越多，越容易发生焊点剥离。热传导收缩A面回流焊＋B面波峰焊复合工艺中的问题完成了A面回流焊，进行B面波峰焊时，在A面大的QFP和PLCC等元件的引脚镀层为Sn-Pb合金时，虽然焊点本身熔点在217℃，不会熔化，但在焊锡与焊盘界面容易形成Pb偏析——形成Sn-Ag-Pb的174℃的低熔点层，使界面发生熔化，在热应力的作用下造成焊点从焊盘上剥离。类似Lift-off（焊点剥离）。QFP

焊盘处Lift-offQFP引脚解决措施：

焊点凝固时适当提高冷却速度；

创造一个平稳的焊点凝固环境；

例如：选择Z轴方向CTE小的PCB材料；

平稳的PCB传输系统，不产生振动。2.无铅焊焊料与有铅PBGA、CSP混用“气孔多”再流焊时，焊焊球上的有铅铅焊料先熔，，覆盖焊盘与与元件焊端，，助焊剂排不不出去，造成成气孔。气孔183℃217℃(二)有铅铅焊料与无铅铅元件混用1.有铅焊焊料与无铅镀层元件件（无引线或有有引脚元件））混用2.有铅焊焊料与无铅PBGA、、CSP混用有铅焊料与无铅元件混混用（无引引线或有引脚脚元件）一般情况没有有问题。因为焊端镀镀层非常薄，，例如应用最多多的镀Sn层层厚度在3～7μm，，Sn熔点为为232℃，，与Sn-37Pb合金金焊接时，一一般情况下峰峰值温度比焊焊接有铅元件件略微高5℃℃左右即可以以。但是有一点要要特别警惕！镀镀Sn-Bi元件只能应用在无无铅工艺中，，不能用到有有铅工艺中。。这是由于有有铅焊料中的的Pb与Sn-Bi镀层层的在引脚或或焊端界面形成Sn-Pb-Bi（熔点93℃）的三三元共晶低熔熔点层、容易引起焊焊接界面剥离离、空洞等问问题，导致焊焊接强度劣化化。如果采用有铅铅焊料的温度度曲线，焊点点连接可靠性是最差差的。这是由于有有铅焊料与无无铅焊球的熔熔点不相同，，有铅焊料熔熔点低先熔，，而无铅焊球球不能完全熔熔化，容易造造成PBGA、CSP一一侧焊点失效效的缘故。183℃217℃解决措施：提高焊接温度度到235℃℃左右2.有铅焊料与无铅PBGA、CSP混用在元件一侧的的界面失效二.有铅、、无铅混装工工艺的质量控控制1.有铅/无铅混用必必须考虑相容容性2.严格物物料管理3.采用有有铅工艺（用用有铅焊料焊焊接有铅和无无铅元器件））的质量控制制原则1.有铅/无铅混用必必须考虑相容容性（1）材料相相容性焊料合金和助助焊剂焊料和元器件件焊料和PCB焊盘涂镀层层（2）工艺相相容性（再流流焊、波峰焊焊和返修工艺艺）（3）设计相相容性高可靠领域暂暂时不建议采采用无铅工艺艺

建议采用用有铅焊料焊焊接有铅和无无铅元器件工工艺无铅焊料是““高锡”焊料料。高锡带来来的是高温、、表面张力大大、黏度大、、浸润性差、、工艺窗口小小等问题，高高温又会带来来工艺上的难难度，可能会会导致的元件件和电路板降降级甚至损坏坏。另外，焊焊接温度越高高金属间化合合物生长速度度越快，界面面微孔、空洞洞多，金属间间化合物是脆脆性的，无铅铅焊点比Sn-Pb焊点点更硬也传递递了更大的应应力，这些问问题都会影响响无铅产品的的长期可靠性性。目前，如果采采用无铅焊接接，可以买到到所有的无铅铅元件。对于于大多数民用用、通信等领领域，由于使使用环境应力力小、不恶劣劣，应用无铅铅焊接是没有有问题的。对于军工等高高可靠领域，，无铅产品的的长期可靠性性是有风险的的。混装焊接机理理（用有铅焊料焊焊接有铅和无无铅元器件））混装焊接过程程、原理与63Sn-37Pb是相同的金属间结合层层（IMC））的主要成分分是Cu6Sn5和Cu3Sn由于混装工艺艺中无铅元件件的焊端镀层层和焊球的熔熔点高于锡铅铅焊料的熔点点，因此，焊接温度略高高于有铅焊接接，有无铅PBGA时焊接温温度接近无铅铅焊接。有铅/无铅混混装焊接，尽量避避免温度过高和多多次焊接，警惕富铅层与与过多的IMC，警惕高高温损坏元件件和印制板。。元器件类型焊端表面镀层成份与Sn63Pb37焊料的相容性材料焊接温度有铅元器件Sn63-Pb37相容性很好无铅元器件通孔插装元器件、无引线和有引线表面贴装元器件SnSn须问题需要提高5～10℃

Sn-Ni好相容性较好Sn-Ag不相容，Ag的浸析现象Ni-Pd-Au不确定需要工艺控制Sn-Bi不相容，发生偏析现象PBGA等球状器件Sn-Ag-Cu不确定需要提高10～15℃常用有铅、无无铅元器件焊焊端镀层与Sn63Pb37焊料相相容性比较特别警惕！日本、韩国有有的元件镀Sn-Bi，，必须在无铅铅焊料中使用用。如果焊料料中有Pb，，界面形成Sn-Bi-Pb（93℃℃）三元共晶晶低熔点层，将严重影响响可靠性。无铅元器件与与Sn63Pb37焊料料焊接应注意意无铅元件的焊焊端镀层大多多是镀纯Sn的，容易形形成Sn须片式元件焊焊端的Ag、Au等等元素过早早地溶入焊焊料中，造造成气孔PBGA与Sn63Pb37焊料焊接接必须提高高10～15℃有铅/无铅铅混用工艺艺相容性有铅焊料焊焊接无铅元元器件时，Sn-Pb焊料的的熔点183℃，无无铅元件焊焊端镀层Sn熔点为为232℃℃，无铅BGA焊球球Sn-Ag-Cu熔点217℃。由由于无铅元元件焊端镀镀层和焊球球的熔点高高于Sn-Pb焊料料的熔点，，因此，焊焊接时需要提高焊焊接温度。。有铅焊料焊焊接有铅元元器件时虽虽然材料和和熔点温度度都是相容容的，但由由于焊接温温度提高了了，高温可可能损坏有有铅元器件件和PCB基板，特特别是对潮潮湿敏感元元器件的影影响不可忽忽视。潮湿敏感度度问题必须高度重重视器件的的潮湿敏感感度问题。。吸潮的器器件在再流流焊过程中中由于水蒸汽膨胀胀随温度升升高而上升升，对已经受受潮的器件件都会造成成损坏的威威胁。无铅铅焊接温度度高，根据据经验，焊接温度每每提高10℃，湿度度敏感等级级提升1级级。SMD潮湿湿敏感等级级（IPC/JEDEC标标准）敏感性芯片拆封后置放环境条件拆封后必须使用的期限（标签上最低耐受时）1级≤30℃，<90%RH无限期2级≤30℃，<60%RH1年2a级≤30℃，<60%RH4周3级≤30℃，<60%RH168小时4级≤30℃，<60%RH72小时5级≤30℃，<60%RH48小时5a级≤30℃，<60%RH24小时6级≤30℃，<60%RH按标签上写的时间有铅/无铅铅混装时Sn63Pb37焊焊料与助焊焊剂的相容容性混装焊接工工艺需要提提高焊接温温度，因此此助焊剂的的活化温度度与活性也也要相应提提高设计相容性性PCB和工工艺设计时时，元器件件、基板材材料、PCB焊盘涂涂镀层材料料选择不当当也会发生生材料不相相容等等问问题。有铅/无铅铅混用可能能发生相容性问题(a)镀Sn元件件的Sn须须问题(b)高高温可能损损坏元器件件封装体及及内部连接接(c)高高温对潮湿湿敏感元件件的不利影影响(d)高高温可能损损坏PCB(e)焊焊料合金与与元件焊端端或引脚镀镀层不相容容(f)焊焊料合金与与PBGA、CSP焊球合金金不相容(g)各各种工艺之之间的不相相容性(h)各各种助焊剂剂之间的不不相容性2.严格格物料管理理⑴物料管管理的一般般要求(a)元元器件采购购技术要求求。对采购购部门进行行ROHS培训，加加强对上游游供应商的的管理(b)备备料首先要注意意是否无铅铅元件，向供应商索取取元器件的的详细资料料。(c)标标识和标签签给无铅元器器件、PCB、工艺艺材料(包包括焊膏、、焊锡条、、焊锡丝、、助焊剂)，还包括括更改了开开口尺寸的的模板做无无铅标识和和标签。(d)无无铅元器件件编号方式式必须与组装装厂沟通（（一致、统统一）(e)识识别对生产线操操作人员进进行培训，，提高识别别能力。(f)材材料管理自自动化使用条形码码，或附着着在材料包包装上的RFID标标签(g)生生产线设置置验证手工验证———自检、、互检、专专职检查。。半自动验证证——人工工扫描条形形码标签。。闭环验证———系统自自动探测和和验证。(h)可可追溯性与与材料清单单对每一块PCB编序序号(i)无无铅元器件件、PCB、工艺材材料的储存存设立单独的的无铅工艺艺材料、无无铅元器件件、用于无无铅的模板板、工具仓仓库；或从现有的的仓库划出出相当的空空间用于无无铅物料、、工具等物物品的储存存(j)无无铅的专用用工具无铅专用模模板、烙铁铁或焊台、、镊子、刷刷子等工具具，并做标标识。(k)设设立无铅手手工焊接的的专用工位位(m)加加强静电防防护与管理理措施(n)对对湿度敏感感器件（MSD）采采取正确的的控制措施施⑵设计人人员在BOM表上必必须标注的的内容元器件的内内引线材料料、焊端表表面镀层材材料；最高耐温及及最高温度度下的耐受受时间；最大升温和和降温斜率率；潮敏度等级级。⑶工艺人人员根据设设计文件进进行工艺控控制和设计计温度曲线线例如对潮敏敏元件、含含Bi元件件的控制等等⑷操作人人员要按照照正确的工工艺方法实实施⑸对全线线人员进行行培训对全线人员员（包括采采购人员、、各级库房房工作人员员、工艺、、检验、设设备操作人人员、管理理人员等））进行培训训；提高全线人人员的无铅铅意识，提提高对无铅铅元器件、、PCB、、工艺材料料、工具、、无铅产品品标识和标标签（包括括企业内部部专用的无无铅元器件件和无铅产产品标识和和标签）的的识别能力力；并自觉遵守守无铅管理理制度。从产品设计计开始就考考虑到材料料、工艺、、设计之间间的相容性性；充分考考虑散热问问题；仔细细地选择PCB板材材、焊盘表表面镀层、、元件、焊焊膏及助焊焊剂等；比比有铅焊接接时更加细细致地进行行工艺优化化和工艺控控制；更加加严格细致致地进行物物料管理。。3.采用用有铅工艺艺（用有铅铅焊料焊接接有铅和无无铅元器件件）的质量量控制原则则⑴焊接材材料的选择择焊料合金助焊剂焊膏①焊料合合金：选择择Sn-37Pb共共晶合金合金成分是是决定焊料料熔点及焊焊点质量的的关键参数数，应尽量量选择共晶晶或近共晶晶合金。选选择共晶合合金具有以以下好处：：熔点最低，，焊接温度度也最低，，焊接时不不会损坏元元件和印制制板凝固时形成成的结晶颗颗粒最小，，结构最致致密，有利利于提高焊焊点强度冷却凝固时时只要降到到共晶点温温度，立即即从液相变变成固相，，因此在凝凝固过程中中没有塑性性范围，有有利于焊接接工艺的控控制。塑性性范围大的的合金，在在合金凝固固、形成焊焊点时需要要较长时间间，如果在在合金凝固固期间PCB和元器器件有任何何震动（包包括PCB变形），，都会造成成“焊点扰扰动”，有有可能会发发生焊点开开裂，使电电子设备过过早损坏。。②助焊剂剂的选择常用助焊剂剂有：松香香型助焊剂剂、水溶性性助焊剂、、低固含量量的免清洗洗助焊剂、、无VOC助焊剂。。助焊剂的性性能直接影影响焊接质质量，如果果选择不当当，不仅起起不到助焊焊作用，反反而会造成成机械强度度降低、电电化学腐蚀蚀、电迁移移等可靠性性问题。因因此，正确确选择助焊焊剂十分重重要。助焊焊剂通常与与焊料匹配配使用，要要根据焊料料合金，根根据不同的的工艺方法法，同时还还要根据被被焊的元件件引脚、PCB焊盘盘的涂镀层层材料、金金属表面氧氧化程度，，以及产品品对清洁度度和电性能能的具体要要求进行选选择。军用及生命命保障类如如卫星、飞飞机仪表、、潜艇通信信、保障生生命的医疗疗装置、微微弱信号测测试仪器等等产品必须须采用清洗洗型的助焊焊剂。通信类、工工业设备类类、办公设设备类、计计算机等类类型的电子子产品可采采用免清洗洗或清洗型型的助焊剂剂。一般家用电电器类电子子产品均可可采用免清清洗型助焊焊剂，或采采用RMA（中等活活性）松香香型助焊剂剂，可不清清洗。手工焊接和和返修时一一定要选择择与再流焊焊、波峰焊焊时相同的的助焊剂水溶性焊剂剂的可焊性性非常好，，常用于高高可靠和金金属表面氧氧化较严重重的场合。。但由于其其残留物的的腐蚀性很很大，因此此在使用过过程中，需需经常添加加专用的稀稀释剂调节节活性剂浓浓度，以确确保良好的的焊接效果果。并要求求焊后2小小时内必须须进行清洗洗。混装工艺对对助焊剂的的要求（用有铅焊焊料焊接有有铅和无铅铅元器件））虽然混装工工艺采用Sn-37Pb共晶晶合金焊料料，但由于焊接温温度提高了了（介于有铅铅和无铅之之间），因因此要求助焊剂剂也要适当当耐高温，，要求其活性性和活化温温度比传统统的有铅助助焊剂适当当提高一些些。建议为混装装工艺开发发与焊接温温度相匹配配的助焊剂剂③焊膏的的选择免清洗产品品选择免清清洗焊膏需要清洗和和需要做三三防工艺的的产品应选选择溶剂清清洗焊膏，，或水清洗洗焊膏建议为混装装工艺开发发与焊接温温度相匹配配的Sn-37Pb焊膏焊膏的选择择、评估、、与管理（a）焊膏膏的生产厂厂家、规格格很多。即即便是同一一厂家，也也有合金成成分、颗粒粒度、黏度度、免清洗洗、溶剂清清洗、水清清洗等方面面的差别。。主要根据据电子产品品来选择。。例如尽量量选择与元元件焊端相相容的合金金成分。（b）应多选择几家家公司的焊焊膏做工艺艺试验，对印刷性性、脱膜性性、触变性性、粘结性性、润湿性性以及焊点点缺陷、残残留物等做做比较和评估估，有条件的企企业可对焊焊膏进行认认证和测试试。有高高品品质质要要求求的的产产品品必必须须对对焊焊点点做做可可靠靠性性认认证证。（c））加加强强焊焊膏膏管管理理。⑵对对PCB设设计计的的要要求求PCB基基板板材材料料的的选选择择PCB焊焊盘盘涂涂镀镀层层的的选选择择元器器件件的的选选择择PCB焊焊盘盘设设计计①PCB基基板板材材料料的的选选择择PCB基基板板材材料料主要要根根据据电电子子产产品品的的性性能能指指标标、、使使用用环环境境、、焊焊接接温温度度来来选选择择的的。。焊接接温温度度240℃℃以以下下的的产产品品，，采采用用FR4环环氧氧玻玻璃璃纤纤维维基基板板焊接接温温度度240～～250℃℃产产品品，，可可选选择择高高Tg（（150～～170℃℃））FR-4高可可靠靠及及厚厚板板，，焊焊接接温温度度250℃℃以以上上的的产产品品，，采采用用FR-5使用用环环境境温温度度较较高高或或挠挠性性电电路路板板采采用用聚聚酰酰亚亚胺胺玻玻璃璃纤纤维维基基板板对于于散散热热要要求求高高的的高高可可靠靠电电路路板板采采用用金金属属基基板板对于于高高频频电电路路则则需需要要采采用用聚聚四四氟氟乙乙烯烯玻玻璃璃纤纤维维基基板板②PCB焊焊盘盘涂涂镀镀层层的的选选择择用有有铅铅焊焊料料焊焊接接有有铅铅和和无无铅铅元元器器件件通通常常可可选选择择的的涂涂镀镀层层种种类类：：锡铅铅焊焊料料合合金金热热风风整整平平（（HASL））ENIG（（Ni/Au））浸银银工工艺艺（（I－－Ag））浸锡锡（（I－－Sn））OSPPCB焊焊盘盘涂涂镀镀层层的的选选择择(a)一一般般组组装装密密度度：：选选择择Sn-Pb热热风风整整平平法法（（HASL）），，因因为为HASL与与Sn-Pb焊焊料料最最相相容容。。(b)高高组组装装密密度度：：选选择择化化学学镀镀镍镍-金金（（ENIG））Ni层层厚厚度度≥≥3μμm，，Au层层厚厚度度0.05～～0.15μμm，，一一定定要要保保证证ENIG的的工工艺艺质质量量。。(c)高高可可靠靠产产品品：：可可选选择择电电镀镀镍镍金金，，Au镀镀层层厚厚度度0.05～～0.15μμm。。(d)特特殊殊情情况况还还可可以以选选择择Ni-Pd-Au镀镀层层。。根据据焊焊料料和和工工艺艺选选择择，，优优先先选选择择与与传传统统有有铅铅工工艺艺相相容容的的镀镀层层材材料料选择择ENIG——应应预预防防“金金脆脆””和和““黑黑焊焊盘盘””现现象象化学学镀镀Ni和和浸浸镀镀金金（（ENIG））具具有有良良好好的的可可焊焊性性，，用用于于印印制制插插头头（（金金手手指指））、、触触摸摸屏屏开开关关处处。。Ni作作为为隔隔离离层层和和可可焊焊的的镀镀层层，，要要求求厚厚度度≥≥3um；；Au是是Ni的的保保护护层层，，Au能能与与焊焊料料中中的的Sn形形成成金金锡锡间间共共价价化化合合物物（（AuSn4），在在焊点点中金金的含含量超超过3%会会使焊焊点变变脆，，过多多的Au原原子替替代Ni原原子，，因为为太多多的Au溶溶解到到焊点点里（（无论论是Sn-Pb还是是Sn-Ag-Cu）都都将引引起“金脆脆”,所以一一定要要限定定Au层的的厚度度(一般般控制制在0.05～～0.15µm)；；如果镀镀镍工工艺控控制不不稳定定，会会造成成“黑焊焊盘””现象。。“黑焊焊盘””问题BlackPadsinENIGfinishes黑焊盘盘处手指一一推，，元件件就会会掉下下来黑焊盘盘是PCB制造造厂的的问题题黑盘的的显微微观察察黑盘失失效的的焊盘盘表面面（放放大5000倍倍）“黑焊焊盘””现象象的产产生原原因1、PCB焊盘盘金镀镀层和和镍镀镀层结结构不不够致致密，，表面面存在在裂缝缝，空空气中中的水水份容容易进进入，，以及及浸金金工艺艺中的的酸液液容易易残留留在镍镍镀层层中。。2、镍镍镀层层磷含含量偏偏高或或偏低低，导导致镀镀层耐耐酸腐腐蚀性性能差差，易易发生生腐蚀蚀变色色，出出现““黑盘盘”现现象，，使可可焊性性变差差。(P含含量为为7～～9%较好好)3、镀镀镍后后没有有将酸酸性镀镀液清清洗干干净,长时时间Ni被酸酸腐蚀蚀。4、作作为可可焊性性保护护性涂涂覆层层的Au层层在焊焊接时时会完完全溶溶融到到焊料料中，，而被被氧化化或腐腐蚀的的Ni镀层层由于于可焊焊性差差不能能与焊焊料形形成良良好的的金属属间合合金层层，最最终导导致虚虚焊、、或焊焊点强强度不不足使使元件件从PCB上脱脱落。。ENIGFinishPad结构示意图CuFR-4基板NiAu③元元器件件的选选择尽量选选择有有铅元元件对于那那些镀Sn焊端的的有引引脚和和无引引脚无铅元元件，因为为Sn与Sn-Pb焊料料焊接接其材料料和温温度是是相容容的，至于于镀Sn焊焊端的的锡须问问题，，可以以通过过““三防防”工工艺解解决，但要要特别警警惕混混入镀镀Sn-Bi元元件如果有有Sn-Bi元件件，可以以采用用Sn-Ag-Cu焊料料手工工焊接接（必须须设立立无铅铅手工工焊接接的专专用工工位，，专用用工具具，并并做标标识））对于无铅PBGA、、CSP，一般般情况况可以以通过过适当提提高焊焊接温温度解决，，使无铅焊球合合金充充分熔熔化，，在焊焊球与与器件件之间间形成成良好好的电电气与与机械械连接接；也可以以将无无铅焊焊球去去除，，重新新植Sn-Pb焊球球。但建建议一一定要要对无无铅器器件逆逆向转转换为为含铅铅器件件的工工艺、、可靠靠性与与可行行性进进行研研究。。对转转换工工艺和和可靠靠性进进行立立项研研究，，并制制定转转换规规范，，确保保转换换后的的可靠靠性。。⑶组组装方方式与与工艺艺流程程设计计选择最最优秀秀的组组装方方式及及工艺艺流程程（同前前2-4：：无铅铅产品品工艺艺设计计）⑷印印刷刷工艺艺、模模板设设计模板设设计印刷工工艺参参数（同前前2-4：：无铅铅产品品工艺艺设计计）保证贴贴装质质量的的三要要素：：a元元件正正确b位位置准准确c压压力（（贴片片高度度）合合适。。⑸贴贴装装工艺艺（同前前2-2SMT关关键工工序-再流流焊工工艺控控制））⑹有有铅/无铅铅混装装再流焊焊工艺艺控制制①三三种再再流焊焊温度度曲线线三角形形温度度曲线线升温-保温温-峰峰值温温度曲曲低峰值值温度度曲线线三角形形回流流焊温温度曲曲线对于PCB相对对容易易加热热、元元件与与板材材料有有彼此此接近近温度度、PCB表面面温差差Δt较小小的产品可可以使使用三角形形温度度曲线线。当锡膏膏有适适当配配方，，三角角形温温度曲曲线将将得到到更光光亮的的焊点点。但但助焊焊剂活活化时时间和和温度度必须须符合合混装装温度度曲线线的较较高温温度。。三角形形曲线线的升升温速速度是是整体体控制制的，与传传统的的升温温-保保温-峰值值曲线线比较较，能能量成成本较较低。。（a）简单产产品的的回流焊焊温度度曲线线（b））推荐的的升温-保温温-峰峰值温温度曲曲线通过缓缓慢升升温，，充分分预热热PCB，，降低低PCB表表面温温差ΔΔt，，使PCB表表面温温度均均匀，，从而而实现现较低低的峰峰值温温度（（225~2400C），避避免损损坏元元器件件和FR-4基基材PCB。（c））低峰峰值温温度曲线由于小小元件件比大大元件件、散散热片片的升升温速速度快快，为为了满满足所所有元元件液液相线线以上上时间间的要要求，，采用用升温温-保保温-峰值值温度度曲线线。保保温的的目的的是要要减小小ΔT。大元件件等大热热容量量位置置一般般都滞后小小元件件到达达峰值值温度度，可采取取保持持低峰值值温度度，较宽宽峰值值时间间，让让小元元件等等一等等大元元件，，然后后再降降温的的措施施。以以防损损坏元元器件件。低峰值值温度度(225~240℃)曲线线225~240℃小元件件大元件件*低峰值值温度度损坏坏器件件风险险小，，能耗耗少；；*但对对PCB的的布局局、热热设计计、回回流焊焊接工工艺曲曲线的的调整整、工工艺控控制、、以及及对设设备横横向温温度均均匀性性等要要求比比较高高；*对于复复杂产产品，，可能能需要要260℃℃。℃t建议：：高可可靠产产品混混装工工艺尽量采采用低低峰值值温度度曲线线，缓缓慢升升温、、充分分预热热，预预防损损坏有有铅元元件和和PCB②运运用焊焊接理理论，，正确确设置置和优优化再再流焊焊温度度曲线线63Sn-37Pb有铅/无铅铅混装装再流焊焊温度度曲线线示意意图正确控控制助助焊剂剂浸润润区的的温度度和时时间对对提高高焊点点质量量具有有重要要意义义钎焊焊焊接只只能在在清洁洁的金金属表表面进进行。。此阶段段的作作用是是清理理焊件件的被被焊界界面，把界界面的的氧化化膜及及附着着的污污物清清除干干净。。助焊剂剂浸润润区的的温度度和时时间是是根据据焊膏膏中助助焊剂剂的活活化温温度来来确定定的。。在助助焊剂剂浸润润区要求助助焊剂剂在完完成对对焊件件金属属表面面（焊焊盘和和元件件焊端端）氧氧化层层清洗洗的前前提下下，还还要保保持一一定的的活性性，使助助焊剂剂对熔熔融的的焊料料产生生去氧氧化、、降低低液态态焊料料的粘粘度和和表面面张力力、增增加流流动性性、提提高浸浸润性性，使使钎料料熔化化时就就能迅迅速铺铺展开开。因此要求助助焊剂剂的活活性温温度范范围覆覆盖整整个钎钎焊温温度。其次次是助助焊剂剂与钎钎料的的流动动、铺铺展进进程要要协调调。使钎料料的熔熔化与与助焊焊剂的的活性性高潮潮保持持同步步。一般要求助助焊剂剂的熔熔化（（活性性化））温度度在焊焊料合合金熔熔点前前5~6s。（由于于无铅铅元件件的焊焊端镀镀层和和焊球球的熔熔点高高于锡锡铅焊焊料的的熔点点，因因此此，需需要在在原来来有铅铅焊接接的基基础上上适当当提高高温度度）峰值温温度：：在PCBA上没没有无无铅PBGA时时：一一般控控制在在225~235℃℃；在PCBA上有有无铅铅PBGA时：：一般般控制制在230~240℃在PCBA上有有CBGA和CCGA时时：一一般控控制在在250~260℃℃焊接热热是温温度和和时间间的函函数。。温度度高，，时间间可以以短一一些峰值温温度和和液相时时间的的确定定峰值温温度和和液相时时间的的确定定回流区区是指指从焊焊料熔熔化到凝固固的区区域，，即流流动的的液相相区。。峰值区区是扩扩散、、溶解解、冶冶金结结合形形成良良好焊焊点的的关键键区域域。设置峰峰值温温度和和液相相时间间要考考虑IMC的厚度度，峰值温温度越越高，，IMC生长速速度越越快；；液相相时间间越长长，IMC越多。。设置峰峰值温温度和和液相相时间间还要要考虑虑PCB和和元器器件的的耐温温极限限。混装工工艺应尽量量采用用低峰峰值温温度、、峰值值时间间和最最短的的液相时时间，，这一一点是是极其其重要要的。③必必须对对工艺艺进行行优化化———设置置最佳佳温度度曲线线再流焊焊温度度曲线线优化化依据据：(a)焊焊膏供供应商商提供供的温温度曲曲线(b)元元件能能承受受的最最高温温度及及其它它要求求。例如钽钽电容容、BGA、变变压器器等器器件对对最高高温度度和耐耐受时时间的的要求求。(c)PCB材料料能承承受的的最高高温度度，PCB的质质量、、层数数、组组装密密度以以及铜铜的分分布等等情况况。在实施施过程程控制制之前前，必必须了了解再再流焊焊的焊焊接机机理，，具有明明确的的技术术规范范。再流焊焊技术术规范范一般般包括括：最高的的升温温速率率、预预热温温度和和时间间、焊焊剂活活化温温度和和时间间、熔熔点以以上的的时间间及峰峰值温温度和和时间间、冷冷却速速率。。④设备备控制制不等等于过过程控控制⑤再再流焊焊炉的的参数数设置置必须须以工工艺控控制为为中心心⑥必必须正正确测测试再再流焊焊实时时温度度曲线线，确确保测测试数数据的的精确确性。。⑦通通过监监控工工艺变变量，，预防防缺陷陷的产产生（以下下④~⑦⑦同前前2-4：：无无铅铅再流焊焊工艺艺控制制）在SMT工工艺中中，有有的组组装板板可能能需要要经过过2～～3次次再流流焊，，有的的组装装板需需要经经过再再流焊焊、波波峰焊焊和烙烙铁焊焊多次次或多多种焊焊接方方法，，多次焊焊接会会增加加金属属间化化合物物的生生成，，使金属属间化化合物物层变变厚，，因此此还要要注意意双面面回流流焊和和尽量避避免返返修作作业。例如如双面面回流流焊时时更要要注意意尽量不不要设设置过过高的的温度度和时时间；通过工工艺控控制尽尽量使使SMT实实现：：通过过印刷刷焊膏膏、贴贴装元元器件件、最最后从从再流流焊炉炉出来来的表表面组组装板板的合合格率率达到到或接接近达达到100%，，也就就是说说要求求实现现零（（无））缺陷陷或接接近零零缺陷陷的再再流焊焊接质质量，，同时时还要要求所所有的的焊点点达到到一定定的机机械强强度。只有有这样样的产产品才才能实实现高高质量量、高高可靠靠。有铅/无铅铅混装装焊接，，尽量量避免免温度过高高和多次次焊接特别注意意！温度过高高、多次次焊接，，除了会增加IMC的的生成，还可能能会在焊焊料与Cu6Sn5之间生成富铅铅层，影响可可靠性甚甚至造成成焊点失失效，高高温还可可能损坏坏元件和和印制板板。⑸有铅铅/无铅铅混装波波峰焊工艺控制制波峰焊也也要按照照焊接理理论、温温度曲线线、正确确操作。。波峰焊工工艺中采采用有铅铅焊料焊焊接有铅铅和无铅铅元器件件时，锡锡波的温温度在240℃℃左右，，由于只只有焊端端镀层的的元器件件，因此此，一般般不需要要提高温温度，但但是也要要注意对对Sn-Bi元元件的管管理。63Sn-3