电子镇流器相关工艺.docx

1、电子镇流器相关工艺无铅焊接常识默认分类 2008-03-29 10:24 阅读263 评论0 字号： 大大 中中 小小 无铅焊料 随着全球环保事业的发展，人类越来越珍惜自己的地球和生命。近年来人类进一步认识到金属铅对人类的影响和危害，以致人类对金属铅的使用逐步限制起来并加以法律化。我们顺应时代趋势，本着“保护环境、珍惜生命”的理念，成功开发出环保绿色产品-无铅焊料。无铅焊料的规格特性：合金分类 规格熔点特点 锡铜Sn-CuSn99.3-Cu0.7200-230熔点偏高，力学性能略次，但制造成本低，当今最普遍使用本合金产品。 Sn99.5-Cu0.5200-227锡银Sn-AgSn97.0-Ag

2、3.0220-245高强度，搞蛆变，力学性能良好，可焊性良好，热疲劳可靠性良好，适应于含银件焊接 Sn99.0-Ag1.0220-230锡银铜Sn-Ag-CuSn96.5-Ag3.0-Cu0.5218熔点低，可靠性和可焊性更好。 无铅焊料的简介金属铅的毒性1、美国环境保护署（EPC）认定：金属铅、镉、及其它化学物是17种严重危害人类寿命和危害自然 环境的化学物质之一。2、工业废物中的铅通过渗入地下水系统而进入人类或动物的食物链，以致影响人类健康，如废电 沲，废电器等。3、医学证明如人体中存在过量的铅含量，将导致神经和再生系统紊乱，发育迟缓，血色素减少并 引发贫血和高血压等疾病。4、美国职业安全

3、与健康管理署（OSHA）制定有毒金属的标准为：成人血液中含铅量应低于 50mg/dl,儿童血液中铅含量应低于30mg/dl。无铅的定义1、至目前为止，尚没有国际通用定义，世界各国尚未达成标准通用定义。2、目前可借鉴的标准：管道焊接用的焊料及助焊剂中铅含量应低于0.2WT%（美国），欧洲为 0.1wt%。3、国际标准组织（ISO）提案：电子连接用焊料合金中铅含量应低于0.1wt%。无铅焊料发展的重要进程1、1991年和1993年：美国参议院提出ReidBill计划：要求将电子焊料中铅含量控制在0.1%以下 ,却遭到工业界和工商界的强烈反对而搁置。2、1991年起，NEMI NCMs NIST D

4、IT NPL PCIF等组织相继开发无铅焊料的专题研究，耗资数千万 美元，目前仍在继续开发研究。3、1998年，riben修订家用电器再生法，逐使企业界开发无铅电子产品。4、1998年10月，第一款批量生产的无铅电子问世panasonic Mini DiscMj30。5、2001年1月，NEMI向工业界推荐标准化铅焊料SN-3，9Ag-0.6Gu用于再流焊，SN-0.7CU或SN- 3.5Ag用于波峰焊。6、2000年6月:美国IPCLead_free Roadmap第四版发表,建议美国企业界于2001年推出无铅化电子 产品,2004年全面实现无铅化。7、2000年8月riben JEITA

5、Lead-Free Roadmap1.3版发表,建议riben企业界于2003年实现标准化无 铅电子装。8、2002年1月:欧盟Lead-Free Roadmap1.0版发表,据问调查结果向企业界提供关于无铅化的重要 统计数据。9、2002年10月:欧盟议会与欧盟部长会议组织就WEEE草案达成初步协议:2006年7月止,欧盟成员国 上市的消费类电子产品全面实现无铅化。10、2003年2月13日:欧盟在其上公布正式批准WEEE和RHS的官方指令生效,强制要求2006年7月1日起,在欧洲市场上销售的电子产 品必须全面无铅化。11、2003年3月,中国信息产业部根据国内外形势,拟定自2006年 7月

6、1日禁止电子产品中含铅。无铅焊料之焊接工艺 SnPb（锡-铅）共晶焊料的熔点是183C，而目前无铅焊料合金的溶点210220C之间，因此相比普通Sn-Pb合金必须采用更高的焊接温度。相关的问题是其它电子器件的高温兼容性，焊接设备与工艺参数需用作调整。高温电子元器件的兼容性1、无铅焊料的焊接艺，尤其是再流焊，要求电子元件具有良好的耐热性，目前电子元器件多少存 在问题，其中电解电容的问题较严重。2、CEM-3和FR-2基板在250C高温下存在问题，FR-4基板几乎没有问题。3、世界上大的OCM厂商已经开始要求其供应商，所提供的电子元器件最高耐热温度须达到260C。手工电烙铁焊接1、电烙铁尖端温度应

7、高于300C2、为避免过量的热量输入电子元器件而影响性能，焊接速度要更快，需对员工进行指导再培训。3、相对而言电烙铁的寿命会降低。波峰炉1、熔炉焊料的温度保持在245-260或260-270C之间，2、高温下溶融焊料的氧化更为严重，应采取必要的抗氧化措施，3、尽可能采用惰性气体保护，如氮气保护，4、为避免Lift-off现象，尽可能选择固液相线温度温度范围小的焊料合金，热容量小的印刷电路 板及快速冷却方法。5、可能对助焊剂成份进行调整，以保证足够的去氧化膜能力和促进润能力，6、无铅焊料含量很高，对波峰炉设备材料溶解腐蚀性更强，焊料糟和喷嘴最好锈钢换铸铸铁，或 在表面喷涂保护。再流焊1、应尽可能

8、采用惰性气体保护，为氮气保护。2、综合考虑焊制膏配比，基板耐热性元器件热阻等多方面条件来设定焊接规范。3、室温到预热温度之间的温升速率，应控制在1-2C/SEC之间，预热温度到峰值温度之间的温升速 率最大可设置为3.5C/SEC。4、温度在焊料溶点以上的加热时间应控制在30-90秒。5、峰值温度一般设定为235-260C，印刷电路板和之器件体积较大等情况下，可设定更高温等。6、冷却速率应控制在2-4C/SEC之间。7、应尽可能采用具有强制对流加热的再流焊设备以避免局部过热。8、由于印刷电器材料在高温下会变软，再流焊设备的传送系统应能在中心部位支撑印刷电路板以 免发生变形。焊锡线系列无铅锡线、锡

9、条松香芯焊锡线焊锡线 （松香芯）： 由99.99纯锡和99.98的纯铅经过真空脱氧处理后互相融合挤压而成。采用特级氢化松香和活性剂为助剂，有不同的化学和焊剂含量百分比。适用于人工和自动焊接。有下列优点：1、 焊锡效果优良、上锡快 2、 锡点饱满、线内松香均匀 3、 无溅松香现象、无臭味 4、 烟雾少、复卷整齐、美观 线径分类为：0.3mm-5.0mm 常用线径为：0.5mm 0.6 mm 0.8 mm 1.0 mm 1.2 mm 1.5 mm 免洗锡线 满足高精密度、高可靠性电子产品的免清洗焊接工艺，本公司配有多种合金比例和线径的免清洗锡线供客户选择。免清洗锡线具有焊点可靠、清洁美观、焊接后绝

10、缘电阻高，离子污染低和焊后残留物极少等优点。 水溶性锡线 符合目前取消ODS物质的电子产品水清洗工艺流程。具有焊接速度快，焊点饱满光亮，焊后残留物极易用温水清洗等优点，有多种合金比例和线径供客户选择。高温锡线 （锡条或锡线）是指固态温度高于锡铅共晶熔点183的焊料。如两面基板焊接中，因为一般焊接承受不了高温。所以必须用到高温焊料。高温焊料是在锡铅合金中加入特别元素比例较高而成如Ag、锑、铅等。低温锡线 锡条或锡线）是指液态温度低于Sn-Pb共晶熔点183的焊料。一般用于微电子温度传感器较差的耐热零件组装，是在锡铅合金中加入特别金属元素比例而成，如：铋、铟等。 高温焊料和低温焊料的特性：名称 熔

11、点范围 锡条 锡线 高温焊料 268-300 低温焊料 135-160 表示可供应范围锡球： 所生产提供的锡圆球、锡半球和锡粒大小均匀适中，其合金成分可依不同要求而定，适合目前的电镀工艺。可根据客户要求加工成不同形状，如：星形、菱形、半圆形等等。 镀锡铜线：镀锡铜线的特性：1.镀锡铜线有极优良的可焊性。2.不会因时间而影响其可焊性，可长时间储存。3.表面润泽、光亮、平滑、稳定性强。4.适用于电阻和电容、光敏组件、二极管和晶体管的传感器。十五，助焊剂： 选择适合的助焊剂是成功焊接的重要因素之一。助焊剂由高纯度化学原料组成，能除去氧化物，保持金属焊接表面清洁而湿润性佳，以致达到优良焊接，针对不同要

12、求配有多种类型助焊剂选择。环保型免洗助焊剂 由于 CFC 溶剂严重破坏地球生态，已被全面禁用，电子工业界纷纷投入水洗制程，然而水洗制程除了花费庞大外，排出的废水又造成环境的污染。免清洗型助焊剂虽然已广泛的被使用，但仅限于消费性、低成本的 PCB 组装。对于计算机及其接口设备用PCB或高精密的多层板，仍然会有外观或电气性能不良等缺点。本公司多年来致力于改进免清洗助焊剂的不足之处，并开发出适合于高精密的多层板及电子设备组装等焊锡使用的新一代无树脂、无卤素、低固含的环保型免洗助焊剂。特点:不同产品适合于发泡，喷雾，浸焊，刷擦等不同涂敷方式，没有废料的问题产生；低烟、刺鼻味小、不污染工作环境、不影响人

13、体健康；不污染焊锡机的轨道及夹具；过锡后PCB表面平整均匀、无残留物；在完全适当的工艺配合下，过锡面与零件面没有白粉产生，即使在高温、高湿下也不影响表面；上锡速度快、润湿性适中，即使很小的贯穿孔依然可以上锡；快干性佳、不粘手；过锡后不会造成排插的绝缘；通过严格的表面阻抗测试；通过严格的铜镜测试。助焊剂作业须知检查助焊剂的比重是否为本品所规定之正常比重。助焊剂在使用过程中，如发现稀释剂消耗突然增加，比重持续上升，可能是有其它高比重之杂质掺入，例如：水、油等其它化学品，需找出原因，并更换全部助焊剂。助焊剂液面至少应保持在发泡石上方约一英寸。发泡高度的调整应以高于发泡口边缘上方1cm左右为佳。采用发

14、泡方式时请定期检修空压机之气压，最好能备二道以上之滤水机, 使用干燥、无油、无水之清洁压缩空气，以免影响助焊剂之结构及性能。调整风刀角度及风刀压力流量， 使用喷射角度与PCB行进方向应呈10-15，角度太大会把助焊剂吹到预热器上，太小则会把发泡吹散造成焊锡点不良。如使用毛刷，则应注意毛刷是否与下方接触，太高或太低均不好，应保持轻轻接触为佳。在采用发泡或喷雾作业时，作业速度应随PCB或零件脚引线氧化程度而决定。须先检测锡液与PCB条件再决定作业速度，建议作业速度最好维持在3-5秒，若超过6秒仍无法焊接良好时，可能因其基材或作业条件需要调整，最好寻求相关厂商予以协助解决。喷雾时须注意喷嘴的调整，务

15、必让助焊剂均匀分布在PCB表面。锡波平整，PCB不变形，可以得到更均匀的表面效果。过锡的PCB零件面与焊锡面必须干燥，不可有液体状的残留物。当PCB氧化严重时，请先进行适当的前处理，以确保品质及可焊性。焊锡机上之预热设备应保持让PCB在焊锡前有80-120预热方能可发挥助焊剂之最佳效力。助焊剂注意事项助焊剂为易燃之化学材料，在通风良好的环境下作业，并远离火种，避免阳光直射。开封后的助焊剂应先密封后储存，已使用之助焊剂请勿再倒入原包装以确保原液的清洁。报废之助焊剂需请专人处理，不可随意倾倒污染环境。不慎沾染手脚时，立即用肥皂、清水冲洗。沾染五官时，立即用肥皂、清水冲洗，勿用手揉搓，情况严重时，送

16、医治疗。长脚二次作业中，第一次焊接时应尽量采取低比重作业，以免因二次高温而伤害PCB与零件，并造成焊点氧化。发泡时泡沫颗粒应愈绵密愈好，应随时注意发泡颗粒是否大小均匀，反之，必有发泡管阻塞、漏气或故障。发泡高度原则以不超过PCB零件面为最合适高度。发泡槽内之助焊剂隔夜使用或多日不使用时，应随即加盖以防挥发及水气污染或放至干净容器内，未过PCB焊锡时勿让助焊剂发泡，以减低各类污染。助焊剂应于使用50小时后全部更换新液，以防污染、老化衰退影响作业效果与品质。作业过程中，应防止裸板与零件脚端被汗渍、手渍、面霜、油脂类或其它材料污染。焊接完毕未完全干固前，请保持干净勿用手污染 十六，稀释剂选择正确的稀

17、释剂以降低助焊剂的固体含量或补充挥发掉的溶剂，才能确保助焊剂维持在最佳效能。十七，清洗剂清洗剂（洗板水）是一种氯化溶剂与一种双极性组份组成的恒沸溶剂，用于从印刷电路板或其它电子元件上有效地清除焊后焊剂残渣，极性组份能有效地溶解各种离子污物，如助焊剂活性，本清洗剂无闪点。 成分：甲烷氯化溶剂，乙烯氯化溶剂，缓冲剂，抗氯剂，防蚀剂组成。具有中等的沸程和较强清洗能力。适用于刷洗、机洗、超声波洗。 清洗剂为对臭氧破坏最少之清洗剂。用以清除松香或松脂残余物及油渍、脂类，适用于蒸汽脱脂无法完全清洗或寻求更低廉溶剂成本之场合中。可以刷洗或机洗方式为之，但需有足量的溶剂清洗。其低沸点及少臭味之优点使其尤适用于

18、可回收式之连续清洗方式。清洗剂应用：适用于刷洗、机洗，特别是超声波清洗能十分有效地发挥其性能；清洗温度可采用常温清洗，亦可适当加温；清洗时间应根据具体情况而定；由于挥发速度中等，一般 PCB 清洗后干燥时间约为数十秒至 2 分钟；清洗剂经反复使用后，清洗能力下降，使用中应注意及时更换 十八，锡铅焊条是由原料99.99的纯锡和99.98的纯铅经过真空脱氧处理后相互融合，再以铸模或挤压成型，能有效控制杂质，完全符合国际标准要求，因而有下列优点： 高纯度、可焊性强 良好的浸润性 焊点光亮、饱满和均匀 良好抗氧化、低锡渣、扩展率优、损耗少抗氧化高温焊锡条 熔炉温度在450高温条件下保持高抗氧化效果，保

19、持锡面纯洁，出渣比普通焊锡明显低，适合手工浸炉和波峰炉。特别适用变压器行业针脚搪锡自熔漆包线，减少排渣，节约成本。 含银焊锡条 是指在锡铅焊条中加入银的成分，主要用于防止焊接后引导线和银接头的破裂或松动，适用于含银焊接件，可靠性牢固十九，锡膏的基本概念与特性锡膏是由焊料合金粉末与助焊剂/载体系统按照一定比例均匀混合而成的浆状固体；锡膏的粘度具有流变特性，即在剪切力作用下粘度减小以利于印刷，而印刷之后粘度恢复，从而在再流焊之前起到固定电子元器件的作用；在再流焊过程中焊料合金粉末熔化，在助焊剂去除氧化膜的辅助作用下润湿电子元器件外引线端和印刷电路板焊盘金属表面并发生反应，最终形成二者之间的机械连接

20、和电连接。锡膏产品的基本分类锡膏产品的基本分类根据焊料合金种类，可分为含铅锡膏与无铅锡膏；根据清洗方式及有无，可分为松香基锡膏、水溶性锡膏与免清洗锡膏；根据活性剂种类，可分为纯松香基锡膏、中等活性松香基锡膏、高活性松香基锡膏与有机物基锡膏；根据涂敷方式，可分为范本印刷用锡膏、丝网印刷用锡膏与滴注用锡膏。锡膏发展的重要进程1940年代：印刷电路板组装技术在二次世界大战中出现并逐渐普及；1950年代：通孔插装的群焊技术 - 波峰焊技术出现；1960年代：表面组装用片式阻容组件出现；1971年：Philips公司推出小外形封装集成电路，表面组装概念确立并迅速得到推广应用；1985年：大气臭氧层发现空

21、洞；1987年：蒙特利尔公约签署，松香基锡膏的主要清洗溶剂-氯氟碳化物的使用受到限制并最终被禁止使用。水溶性锡膏与免清洗概念开始受到重视；1990年代：全球气候变暖，温室效应逐年明显；2002年：京都协议书签署，要求逐渐减少挥发性有机物质的使用。低VOC和VOC-Free锡膏的概念开始受到重视。锡膏的保存用户方收到本公司的锡膏产品后请立即放入冰箱，在3-7 下进行冷藏保存。请注意不可以对锡膏进行冷冻保存。另一方面，锡膏开封使用之后如果还有剩余且希望在下一轮组装过程中继续使用而不是废弃，请再次将该锡膏容器密封，但是不可以放入冰箱内保存，而只是放置在室温环境下即可。锡膏印刷前的准备锡膏从冰箱中取出

22、，投入印刷工序之前一定要进行以下2个步骤的操作：（1）不要开封，在室温下放置至少4-6个小时以上，以使锡膏的温度自然回升至室温。（2）锡膏温度达到室温之后，在投入印刷之前，要进行搅拌以保证锡膏中的各组成成分均匀分布。建议采用专用搅拌设备，沿同一方向搅拌1-3分钟即可。锡膏的使用原则先进先出，即在保证性能满足要求的前提下，首先使用库存时间最长的产品。使用以前剩下的锡膏时应与新锡膏按1:1比例混合使用，而不能完全使用“旧”的锡膏。丝网/范本印刷是最为常用的高效锡膏涂敷方式。由于锡膏的粘度对温度和湿度相当敏感，印刷工位或印刷设备的内部环境应尽可能保持18-24C和40-50%RH，同时避免空气流动。

23、丝网印刷一般而言，只适用于焊点高度为300mm以上的场合；适合的锡膏粘度为450,000700,000CPS Brookfield；建议使用硬度为70-90的橡胶或聚亚安酯刮板；锡膏中合金粉末颗粒的平均尺寸应该不大于丝网网孔尺寸的1/3；丝网位置要保持与印刷电路板尽可能的平行。锡膏印刷形状 锡膏回焊后，焊面亮度 锡膏印刷形状 锡膏回焊后，焊面亮度模本印刷一般而言，适用于焊点高度为100-300mm的场合；适合的锡膏粘度为750,00013000,000CPS Brookfield；范本开孔的宽高比（W / T）应为1.5:1，印刷面积比PAR应大于0.66。模板的具体设计请参见IPC-7525

24、;范本材料应为金属，如不锈钢或黄铜；建议采用金属刮板或硬度为90的橡胶/聚亚安酯刮板。PAR= LW 2(L+W)T 印刷条件 刮刀硬度：肖氏硬度8090度 钢板厚度：丝网80150目，材质：橡胶或不锈钢 不锈钢模板一般0.150.25mm厚刮刀速度：10150mm/sec 细间距0.100.15mm厚刮刀角度：6090 环境温度：1825钢板材质：不锈钢模板或丝网 湿度：4060RH 风：风会破坏锡膏的粘着特性 网板作业须知 印刷网板的清洁：印刷作业中，当印刷状态变坏时，用脱脂棉沾酒精，进行网板内侧的清洁，清洁后用压缩空气将印刷部分的孔塞吹通。进行清洁作业时必须配戴防护镜及防尘口罩，从锡膏印

25、刷到零件贴装的放置时间在24小时之内。生产结束或因故停止印刷时，网板上的锡膏不可放置超过1小时，否则将不能再次使用。七、SMT焊接工艺的缺陷及解决方法 序号 缺 陷 原 因 解 决 方 法 1 元器件移位 安放的位置不对 膏量不够或定位安放的压力不够 焊膏中焊剂含量太高，在回流过程中，焊剂的流动致元器件移位 校准定位坐标 加大焊膏量，增加安放元器件的压力 减少焊膏中焊剂的含量 2 焊粉不能回流，以粉状形式残留在焊盘上 加热温度不合适 焊膏变质 预热过度，时间过长或温度过高 改进加热设备和调整回流温度曲线 注意焊膏冷藏，并将焊膏表面变硬或干燥部分弃去 改进预热条件 3 焊点锡不足 焊膏不够 焊盘

26、和元件焊接性能差 回流时间短 扩大丝网或钢网的孔径 改用焊盘或重新浸渍元器件 加长回流时间 4 焊点锡过多 丝网或钢网孔径过大 焊膏粘度小 减小丝网或钢网的孔径 增加焊膏粘度 5 元件竖立，出现吊桥现象（墓碑现象） 定放位置的移位 焊膏中的焊剂使元器件浮起 印刷焊膏的厚度不够 加热速度过快且不均匀 焊盘设计不合理 元件可焊性差 调整印刷参数 采用焊剂含量少的焊膏 增加印刷厚度 调整回流焊的温度曲线 严格按规范进行焊盘设计 选用可焊性好的焊膏 6 锡 珠 加热速度过快 焊膏吸收了水份 焊膏被氧化 PCB焊盘污染 元器件安放压力过大 焊膏过多 调整回流温度曲线 降低环境湿度 采用新的焊膏，缩短预热

27、时间 换PCB或增加焊膏活性 减小压力 减小孔径，降低刮刀压力 7 虚 焊 焊盘和元器件可焊性差 印刷参数不正确 再流焊温度和升温速度不当 加强对PCB和元器件的筛选 减小焊膏粘度，检查刮刀压力及速度 调整再流焊温度曲线 8 短 路 焊膏塌落 焊膏太多 在焊盘上多次印刷 加热速度过快 增加焊膏金属含量或粘度，换焊膏 减小丝网或钢网孔径，降低刮刀压力 用其它印刷方法 调整再焊温度曲线 9 塌 落 焊膏粘度低，触变性差 环境温度高 选择合适焊膏 控制环境温度 10 可洗性差，在清洁后留下白色残留物 焊膏中焊剂的可洗性差 清洗剂不匹配，清洗溶剂不能渗入细孔隙 不正确的清洗方法 采用由可洗性良好的焊剂

28、配制的焊膏 改进清洗溶剂 改进清洗方法 二十，SMT贴片胶一、简介 SMT贴片胶是一种单组份环氧胶，用于电子线路板片状元件的粘贴,具使用方便、快速固化、触变性好、电绝缘性能高等特点。二、固化条件建议 根据 SMT贴片胶固化特性曲线和点胶后基板和元件加热需要一定时间 来设定固化炉温度参数。 如出现粘接力不够的情况，可能是固化炉温度偏低，应适当调高温度或降低传 送带速度。 固化温度越高，越能在短时间内得到高粘结力，请综合考虑基板及元件的影 响等要素，决定最佳的固化条件。 固化特性及粘接强度曲线。三、基本性能 SMT贴片胶(刮胶/点胶) 外观 红色膏状 密度（g/cc） 1.2 粘度（Mpa.S25

29、） 5104（可调） 触变指数 6.0 贮存期10 6个月 剪切强度（Mpa） 10.0 粘接力（N）（实测数） 2125元件：47N 3126元件：66NSOT：55N Tam-A：62N 介电常数（IMHZ） 3.2 体积电阻率（.cm） 2.31016 表面电阻率（） 2.1105 四、贮存 SMT贴片胶应在5 10以下的环境中保存，使用时， 应使胶升温至室温后再打开包装, 以免胶本身吸潮、结霜。用后密封好，仍存于低温环境下。五、安全性本品为30ml、300ml、3000ml包装，无毒、无味、无挥发性，阻燃，对环境和人体无害，按非危险品运输。六、 SMT贴片胶的特性1物理性质项目 比重 粘度（25,5rpm） 触变性指数 吸水率 玻璃转移点 热膨胀系数 测定量 1.2 5.0104Pa.s 6.0 0.80 90 4.010-5(50) 10.010-5(150) 2电气性质项目 固有电阻 导电率 100KHZ 导电率 1MHZ 导电率 10MHZ 测定量 2.31016CM 3.3 3.2 3.1 3耐湿性试验 PCB板：JIS Z3197型电极 硬化条件：回流焊炉中,PCB板达到150