無鉛化組裝已成為電子組裝產(chǎn)業(yè)的不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。電子組裝焊接是一個(gè)系統(tǒng)工程,對(duì)無鉛焊接技術(shù)的應(yīng)用其影響因素很多,要使無鉛焊接技術(shù)獲得廣泛應(yīng)用,還需要從SMT貼片加工系統(tǒng)工程的角度來解析和研究以下幾個(gè)方面的問題。
一、元器件:目前開發(fā)的用于電子產(chǎn)品貼片加工的無鉛焊接材料,熔點(diǎn)一般要比Sn63/Pb37的共晶焊料高,所以要求元器件耐高溫,而且要求元器件也無鉛化,即元器件內(nèi)部連接和引出端(線)也要采用無鉛焊接材料和無鉛鍍層。
二、PCB:要求PCB的基礎(chǔ)材料耐更高溫度,焊接后不變形,表面涂敷的無鉛共品合金材料與組裝焊接用無鉛焊接材料兼容,而且成本要低。
三、助焊劑:助焊劑氧化還原能力更強(qiáng)和潤濕性更好,以滿足無鉛焊接材料焊接的要求。助焊劑與焊接預(yù)熱溫度和焊接溫度相匹配,而且要滿足環(huán)保的要求。通過實(shí)際測(cè)試表明免清洗助焊劑用于無鉛焊料焊接更好。
四、焊接設(shè)備:為了適應(yīng)新的焊接溫度的要求,預(yù)熱區(qū)的長度、加熱元器件、波峰焊焊槽、機(jī)械結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)裝置等都要適應(yīng)新的要求,錫鍋的材料與焊料的一致性(兼容性)要匹配。為了提高焊接質(zhì)量和減少焊料的氧化,采用新的、行之有效的抑制焊料氧化技術(shù),采用惰性氣體(例如N2)保護(hù)焊接技術(shù)是必要的
五、廢料回收:從含Ag的Sn基無鉛無毒的綠色焊料中分離Bi和Cu將是非常困難的,如何回收Sn/Ag合金又是一個(gè)新課題。所以,無鉛焊料的實(shí)用化進(jìn)程是否順利,與焊接設(shè)備制造商、焊料制造商、助焊劑制造商和元器件制造商四者間的協(xié)調(diào)作用有很大關(guān)系,其中只要有一方配合不好,就會(huì)対推廣應(yīng)用無鉛焊料產(chǎn)生障礙。目前,焊接設(shè)各制造商已經(jīng)開始行動(dòng),正在推出或即將推出適應(yīng)無鉛焊料焊接的回流焊爐。
此外,采用無鉛焊料替代 Sn/Pb焊料在解決污染的同時(shí),可能會(huì)出現(xiàn)一系列新的問題例如SnPb系列焊料中,Sn、Pb對(duì)H、CI等元素的超電勢(shì)都比較高,而無鉛焊料中AB、Zn及Cu等元素對(duì)日、CI的超電勢(shì)都很低,由于超電勢(shì)的降低易引起焊接區(qū)殘留的H、CI離子遷移產(chǎn)生的電極反應(yīng),從而會(huì)引起集成電路元器件短路。
近幾年來有關(guān)無鉛焊接的研究工作發(fā)展很快,世界上各大著名公司、國家實(shí)驗(yàn)室和研究院所都投入了相當(dāng)?shù)牧α块_展無鉛焊料的研究。
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