位置:51电子网 » 技术资料 » 电源技术

无铅焊接和免清洗焊接技术

发布时间:2011/8/26 9:36:45 访问次数:1591


    近年,随着人类社会文明进步,环境保护和生态平衡的要求深入各行各业,对于电子焊接而言,无铅焊接和免清洗焊接技术成为首先引起人们关注和需要解决的技术难题。
    1.无铅焊接技术      IC61LV5128-12T
    无铅(lead free)就是使用其他金属取代锡铅焊料中的金属铅。以锡铅合金焊料为主的焊接技术在电子一r业应用已经非常成熟,优异的综合性能和低廉的成本,使锡铅焊料的地位很难动摇。然而无铅浪潮大势所趋,淘汰有铅焊料不可逆转。经过业界十几年的努
力,无铅焊接已经进入实用,不过目前无铅焊接还不能完全代替有铅焊接,还有一些关键问题需要解决。
    无铅焊接技术的关键是无铅焊料,此外,还有无铅焊接设各和工具,以及无铅焊接T艺、焊点可靠性等技术问题。
    1)无铅焊料
    (1)对无铅焊料的要求
    由于目前应用的电子材料、设备和制造工艺都是适应锡铅焊接要求而确定的,所以理想的Sn-Pb合金替代材料应该具有的性能是:
    ①熔点应同Sn-Pb体系焊锡的熔点(183℃)接近;
    ②成本要低,导电性好;
    ③机械强度和耐热疲劳性要与Sn-Pb体系焊锡大体相同;
    ④焊锡的保存稳定性要好;
    ⑤能确保有良好的润湿性和安装后的机械可靠性;
    ⑥焊接后对各种焊接点检修容易并有良好的电可靠性。

    (2)焊料金属
    根据材料学原理,在目前地球上已经发现的金属元素中,可以取代Pb,与Sn形成合金焊料的金属材料屈指可数,仅有Ag、Cu、Bi、In、Sb、Zn等几种。它们与Sn形成二元或三元合金:
    二元合金  Sn-Bi Sn-In Sn-Ag Sn-Zn Sn-Cu
    三元合金  Sn-Ag-Cu Sn-In-Cu Sn-In-Ag
    从金属资源的地球储量、成本、合金熔点、材料强度、工艺性能、使用性能等多种因素综合,目前工业应用比较多、综合性能较好的无铅焊料是Sn-Ag-Cu系列,简称SAC无铅焊料,已经有系列产品供应。例如
    Sn95.5-Ag3.8-Cu0.7  熔点217℃  简称387
    Sn96.5-Ag3.O-Cu0.5  熔点217~219℃  简称305
    为了降低成本,现在一部分低Ag焊料得到推崇,例如SAC 105(Agl.O-Cu0.5)和SAC 0507(Ag0.5-Cu0.7),其性能与305相差不大,价格却低少。
    此外,业界也在探索在基本合金金属之外加入少量其他金属,例如镍、稀土元素等成分,以图改进无铅合金的性能。
    (3)助焊剂
    由于无铅合金与焊件的润湿性普遍低于有铅合金,同时焊接温度的提高也增加了金属表面酌氧化作用,因此必须使用活性更强的助焊剂以去除氧化层,增强润湿性。但是这样将使焊剂残留物腐蚀作用加强、产生电迁移等缺陷、清洗的难度加大等问题。
    尽管目前有关厂商已经推出许多助焊剂产品,但是由于助焊剂的活性与低腐蚀作用是相互矛盾的,寻找它们的平衡,同时符合环境保护和成本等要求,科技界还需努力研究,才能获得性能更好的无铅助焊剂。
    2)无铅焊接设备与工具
    随着无铅化的推进,电子专业设备厂商已经推出系列化无铅焊接设备和丁具,例如无铅焊膏印刷机、无铅波峰焊接机、无铅再流焊机、无铅返修台、无铅焊接台以及各种无铅电烙铁等。由于氮气保护焊接对于防止氧化、增强润湿性有明显作用,各种氮气焊接机以及返修设备也在要求高可靠性的产品中获得应用。
    3)无铅焊接工艺
    无铅焊接从机理到工艺流程与有铅焊接基本相同,关键是目前工业生产主流无铅焊料Sn-Ag-Cu和Sn-Cu的润湿性差(比有铅低15%~20%)、熔点高(30—40℃),再加上焊接中印制电路板、元器件与焊料之间的兼容性,有铅与无铅同时存在,因此无铅工艺的难
度和复杂性远远超过有铅工艺。
    经过科研机构、焊料和设备供应商、产品制造企业以及业界各方面共同努力,现在对于一般可靠牲要求的产品,已经形成比较成熟的无铅焊接工艺流程和各种无铅焊接的问题解决方案,多种无铅产品已经推向市场。
    但是,对于高可靠性要求的产品,例如航天、医疗、汽车安全等领域而言,无铅工艺仍然处于探索研究阶段,无铅工艺的长期可靠性及特殊环境中的安全性仍然有待进一步认证和实践考验,从这个意义上说,无铅焊接问题仍然没有得到解决。

    4)无铅焊接实践进程
    (1)无铅焊接理论与实践仍然属于锡焊技术的领域,仅是有铅转向无铅的过程。目前关于无铅焊料的标准体系,锡银铜已成为共识,但其熔点偏高,制造过程能耗增加,是造成“无铅但不环保”结论的关键。寻找熔点和润湿性与锡铅焊料接近的无铅焊料,还是人
们关注的热点和方向;
    (2)目前工业应用锡银铜无铅焊接液相温度与峰值温度的温差范围较有铅温差范围小,因此工艺温度控制成为无铅焊接中的重要内容;
    (3)由于无铅焊料熔点较高,对元器件、印制电路板以及镀层的耐高温特性和相互兼容性等方面提出严酷的要求;
    (4)无铅化是一个长期的过程,目前仍处于与有铅共存时期,铅污染仍是一个技术难题;
    (5)由于无铅与有铅的共存而产生的焊点剥离,以及无铅化引起的焊点脆性、锡须、电迁移等质量可靠性问题有待进一步研究和解决;
    (6)废弃电路板回收是环保的重要课题,无铅焊料由于含有Ag、Bi等金属,其填埋同样会对环境造成污染。

    2.免清洗焊接技术    GM6512-15         
    免清洗焊接技术是绿色电子制造中的一项关键技术,具有保护环境、简化工艺流程、节省制造成本的优点。
    什么是免清洗焊接技术?
    免清洗工艺(no-clean soldering process)足针对原先采用的传统清洗工艺而言的,是建立在保证原有品质要求的基础上简化工艺流程的一种先进技术,而不是简单的“不清洗”。简言之免清洗焊接技术就是不清洗而达到清洗的效果。
    传统清洗工艺一直采用CFC氟氯烃产品、三氯乙烷等作为清洗剂,用于装配印制电路板的焊接后清洗,以清除印制电路板表面残留导电物质或其他污染物,保证产品使用的长期可靠性。但是,CFC等清洗剂中含有ODS臭氧耗竭原物质,破坏生态环境,严重威胁人类的安全。采用先进工艺技术替代原有清洗工艺势在必行。
    从制造角度和工艺流程管理来说,免清洗焊接技术具有缩短生产周期、降低废料产生、削减原料消耗、减少设备保养频度的特点,在很大程度上节约了生产成本。
    免清洗技术的关键是使用免清洗助焊剂。要求免清洗助焊剂不含任何卤化物等有害成分、固体含量低、助焊性能和电气性能好、焊接作业后残留量极少、且无腐蚀性。目前已有多种免清洗助焊剂商品。        


    近年,随着人类社会文明进步,环境保护和生态平衡的要求深入各行各业,对于电子焊接而言,无铅焊接和免清洗焊接技术成为首先引起人们关注和需要解决的技术难题。
    1.无铅焊接技术      IC61LV5128-12T
    无铅(lead free)就是使用其他金属取代锡铅焊料中的金属铅。以锡铅合金焊料为主的焊接技术在电子一r业应用已经非常成熟,优异的综合性能和低廉的成本,使锡铅焊料的地位很难动摇。然而无铅浪潮大势所趋,淘汰有铅焊料不可逆转。经过业界十几年的努
力,无铅焊接已经进入实用,不过目前无铅焊接还不能完全代替有铅焊接,还有一些关键问题需要解决。
    无铅焊接技术的关键是无铅焊料,此外,还有无铅焊接设各和工具,以及无铅焊接T艺、焊点可靠性等技术问题。
    1)无铅焊料
    (1)对无铅焊料的要求
    由于目前应用的电子材料、设备和制造工艺都是适应锡铅焊接要求而确定的,所以理想的Sn-Pb合金替代材料应该具有的性能是:
    ①熔点应同Sn-Pb体系焊锡的熔点(183℃)接近;
    ②成本要低,导电性好;
    ③机械强度和耐热疲劳性要与Sn-Pb体系焊锡大体相同;
    ④焊锡的保存稳定性要好;
    ⑤能确保有良好的润湿性和安装后的机械可靠性;
    ⑥焊接后对各种焊接点检修容易并有良好的电可靠性。

    (2)焊料金属
    根据材料学原理,在目前地球上已经发现的金属元素中,可以取代Pb,与Sn形成合金焊料的金属材料屈指可数,仅有Ag、Cu、Bi、In、Sb、Zn等几种。它们与Sn形成二元或三元合金:
    二元合金  Sn-Bi Sn-In Sn-Ag Sn-Zn Sn-Cu
    三元合金  Sn-Ag-Cu Sn-In-Cu Sn-In-Ag
    从金属资源的地球储量、成本、合金熔点、材料强度、工艺性能、使用性能等多种因素综合,目前工业应用比较多、综合性能较好的无铅焊料是Sn-Ag-Cu系列,简称SAC无铅焊料,已经有系列产品供应。例如
    Sn95.5-Ag3.8-Cu0.7  熔点217℃  简称387
    Sn96.5-Ag3.O-Cu0.5  熔点217~219℃  简称305
    为了降低成本,现在一部分低Ag焊料得到推崇,例如SAC 105(Agl.O-Cu0.5)和SAC 0507(Ag0.5-Cu0.7),其性能与305相差不大,价格却低少。
    此外,业界也在探索在基本合金金属之外加入少量其他金属,例如镍、稀土元素等成分,以图改进无铅合金的性能。
    (3)助焊剂
    由于无铅合金与焊件的润湿性普遍低于有铅合金,同时焊接温度的提高也增加了金属表面酌氧化作用,因此必须使用活性更强的助焊剂以去除氧化层,增强润湿性。但是这样将使焊剂残留物腐蚀作用加强、产生电迁移等缺陷、清洗的难度加大等问题。
    尽管目前有关厂商已经推出许多助焊剂产品,但是由于助焊剂的活性与低腐蚀作用是相互矛盾的,寻找它们的平衡,同时符合环境保护和成本等要求,科技界还需努力研究,才能获得性能更好的无铅助焊剂。
    2)无铅焊接设备与工具
    随着无铅化的推进,电子专业设备厂商已经推出系列化无铅焊接设备和丁具,例如无铅焊膏印刷机、无铅波峰焊接机、无铅再流焊机、无铅返修台、无铅焊接台以及各种无铅电烙铁等。由于氮气保护焊接对于防止氧化、增强润湿性有明显作用,各种氮气焊接机以及返修设备也在要求高可靠性的产品中获得应用。
    3)无铅焊接工艺
    无铅焊接从机理到工艺流程与有铅焊接基本相同,关键是目前工业生产主流无铅焊料Sn-Ag-Cu和Sn-Cu的润湿性差(比有铅低15%~20%)、熔点高(30—40℃),再加上焊接中印制电路板、元器件与焊料之间的兼容性,有铅与无铅同时存在,因此无铅工艺的难
度和复杂性远远超过有铅工艺。
    经过科研机构、焊料和设备供应商、产品制造企业以及业界各方面共同努力,现在对于一般可靠牲要求的产品,已经形成比较成熟的无铅焊接工艺流程和各种无铅焊接的问题解决方案,多种无铅产品已经推向市场。
    但是,对于高可靠性要求的产品,例如航天、医疗、汽车安全等领域而言,无铅工艺仍然处于探索研究阶段,无铅工艺的长期可靠性及特殊环境中的安全性仍然有待进一步认证和实践考验,从这个意义上说,无铅焊接问题仍然没有得到解决。

    4)无铅焊接实践进程
    (1)无铅焊接理论与实践仍然属于锡焊技术的领域,仅是有铅转向无铅的过程。目前关于无铅焊料的标准体系,锡银铜已成为共识,但其熔点偏高,制造过程能耗增加,是造成“无铅但不环保”结论的关键。寻找熔点和润湿性与锡铅焊料接近的无铅焊料,还是人
们关注的热点和方向;
    (2)目前工业应用锡银铜无铅焊接液相温度与峰值温度的温差范围较有铅温差范围小,因此工艺温度控制成为无铅焊接中的重要内容;
    (3)由于无铅焊料熔点较高,对元器件、印制电路板以及镀层的耐高温特性和相互兼容性等方面提出严酷的要求;
    (4)无铅化是一个长期的过程,目前仍处于与有铅共存时期,铅污染仍是一个技术难题;
    (5)由于无铅与有铅的共存而产生的焊点剥离,以及无铅化引起的焊点脆性、锡须、电迁移等质量可靠性问题有待进一步研究和解决;
    (6)废弃电路板回收是环保的重要课题,无铅焊料由于含有Ag、Bi等金属,其填埋同样会对环境造成污染。

    2.免清洗焊接技术    GM6512-15         
    免清洗焊接技术是绿色电子制造中的一项关键技术,具有保护环境、简化工艺流程、节省制造成本的优点。
    什么是免清洗焊接技术?
    免清洗工艺(no-clean soldering process)足针对原先采用的传统清洗工艺而言的,是建立在保证原有品质要求的基础上简化工艺流程的一种先进技术,而不是简单的“不清洗”。简言之免清洗焊接技术就是不清洗而达到清洗的效果。
    传统清洗工艺一直采用CFC氟氯烃产品、三氯乙烷等作为清洗剂,用于装配印制电路板的焊接后清洗,以清除印制电路板表面残留导电物质或其他污染物,保证产品使用的长期可靠性。但是,CFC等清洗剂中含有ODS臭氧耗竭原物质,破坏生态环境,严重威胁人类的安全。采用先进工艺技术替代原有清洗工艺势在必行。
    从制造角度和工艺流程管理来说,免清洗焊接技术具有缩短生产周期、降低废料产生、削减原料消耗、减少设备保养频度的特点,在很大程度上节约了生产成本。
    免清洗技术的关键是使用免清洗助焊剂。要求免清洗助焊剂不含任何卤化物等有害成分、固体含量低、助焊性能和电气性能好、焊接作业后残留量极少、且无腐蚀性。目前已有多种免清洗助焊剂商品。        

上一篇:特种焊接

上一篇:可分离连接

相关技术资料

热门点击

 

推荐技术资料

Seeed Studio
    Seeed Studio绐我们的印象总是和绘画脱离不了... [详细]
版权所有:51dzw.COM
深圳服务热线:13751165337  13692101218
粤ICP备09112631号-6(miitbeian.gov.cn)
公网安备44030402000607
深圳市碧威特网络技术有限公司
付款方式


 复制成功!