1、无铅焊接 目 录一 绪论 1二 无铅焊接技术 221什么是无铅焊接技术 222无铅焊接运用的材料 4三 . 无铅焊接方式 731波峰焊 732 回流焊 1033手工焊接 10四. 无铅焊接不理想的方面 12五 手机维修中的焊接工艺 145. 1 无铅焊接工艺在手机维修行业中的使用 1452手机无铅焊接中的所需材料的介绍 1553 手机无铅焊的焊接工艺 1654具体的焊接方法 1855手机维修中无铅焊接存在的一些相关问题的说明 22六 .在摩托罗拉手机维修流程中的总结 2461 工具型号极其温度 2462维修步骤 26七 总结 28致谢： 31一 绪论现在的板卡设备上的芯片，都是通过芯片的封装下
2、面的小焊点和PCB板连接的。这些小焊点传统上是用铅的，然而Pb是一种有毒的金属，对人体有害，并且对自然环境有很大的破坏性。由于环境保护的要求，特别是IS0l4000的导入，世界大多数国家开始禁止在焊接材料中使用含铅的成分。日本在2004年禁止生产或销售使用有铅材料焊接的电子生产设备；欧美在2006年禁止生产或销售使用有铅材料焊接的电子生产设备；中国在2004年已进入无铅焊接。因此，在这种情况下，电子材料开始生产无铅焊料。 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目的，于2003年颁布2002/95/EC号法令，即RoHS法令（Rest
3、riction 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。 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不得含有铅、汞、镉、六价铬、聚合溴化联
4、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。“无铅”技术则是使用一种无铅的合成物来取代铅。不过，从有铅产品转到无铅产品是个复杂的过程，影响到所有的电子器件供应商，并带来许多供应链、无铅制程和可靠性方面的挑战，它要求用基于无铅
5、的材料替代过去使用的富含铅的焊料和装配过程中用到的有铅材料。无铅技术带来的并不全是革命性的转变，它还是属于一个“发展”技术。 二 无铅焊接技术 21 什么是无铅焊接技术无铅技术是从现有的含铅SMT技术上发展而来的。自有SMT技术时代开始，快速扩张的用户市场，使工业界已经认识到“革命”式改变的害处，具备较多的“发展性”当然是件好事，然而对于无铅技术来说，这却也非简单。在SMT的发展过程中，我们已经有经历过几次影响较大的“发展”经验，例如栅阵排列焊端技术 (BGA)、Flip-Chip等等。有些用户可能对于这些技术带来的挑战还记忆犹新。但无铅技术的到来，和以前的几个技术相比之下，其难度和挑战绝对是
6、有过之而无不及。焊接技术实际上就是各种焊接方法、焊接材料、焊接工艺以及焊接设备等及其基础理论的总称。其中讲到了焊接 ，母材，焊丝，SMT等.2. 1. 1焊接技术中提到的一些专业术语做简单的介绍：焊接 两种或两种以上材质(同种或异种),通过加热或加压或 二者并用,来达到原子之间的结合而形成永久性连接的工艺过程叫焊接. 母材 被焊接的金属-叫做母材。 焊缝 焊接后焊件中所形成的结合部分。 焊丝 焊接时作为填充金属，同时用来导电的金属丝叫焊丝。分实心焊丝和药芯焊丝两种。 药芯焊丝 填满一定成分的药粉，经拉制而成的一种焊丝。 SMT SMT就是表面组装技术（SurfaceMountedTechnol
7、ogy的缩写），是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。SMT工艺流程包括了单面组装工艺，单面混装工艺，双面组装工艺，双面混装工艺。SMT基本工艺构成基本工艺构成要素： 丝印（或点胶）-贴装-（固化）-回流焊接-清洗-检测-返修丝印：其作用是将焊膏或贴片胶漏印到PCB的焊盘上，为元器件的焊接做准备。所用设备为丝印机（丝网印刷机），位于SMT生产线的最前端。点胶：它是将胶水滴到PCB的的固定位置上，其主要作用是将元器件固定到PCB板上。所用设备为点胶机，位于SMT生产线的最前端或检测设备的后面。贴装：其作用是将表面组装元器件准确安装到PCB的固定位置上。所用设备为贴片机，位于SMT生产线中丝
8、印机的后面。固化：其作用是将贴片胶融化，从而使表面组装元器件与PCB板牢固粘接在一起。所用设备为固化炉，位于SMT生产线中贴片机的后面。回流焊接：其作用是将焊膏融化，使表面组装元器件与PCB板牢固粘接在一起。所用设备为回流焊炉，位于SMT生产线中贴片机的后面。清洗：其作用是将组装好的PCB板上面的对人体有害的焊接残留物如助焊剂等除去。所用设备为清洗机，位置可以不固定，可以在线，也可不在线。检测：其作用是对组装好的PCB板进行焊接质量和装配质量的检测。所用设备有放大镜、显微镜、在线测试仪（ICT）、飞针测试仪、自动光学检测（AOI）、X-RAY检测系统、功能测试仪等。位置根据检测的需要，可以配置
9、在生产线合适的地方。返修：其作用是对检测出现故障的PCB板进行返工。所用工具为烙铁、返修工作站等。配置在生产线中任意位置。2. 2无铅焊接运用的材料2. 2. 1无铅焊膏在无铅锡膏在成分中，主要是由锡/银/铜三部分组成，由银和铜来代替原来的铅的成分。 根本的特性和现象在锡/银/铜系统中，锡与次要元素(银和铜)之间的冶金反应是决定应用温度、固化机制以及机械性能的主要因素。 最佳合金成分 合金95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu被认为是最佳的。其良好的性能是细小的微组织形成的结果，微组织给予高的疲劳寿命和塑性。 推荐 锡/银/铜系统中最佳合金成分是95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu，它具有良好的
10、强度、抗疲劳和塑性。可是应该注意的是，锡/银/铜系统能够达到的最低熔化温度是216217C，这还太高，以适于现时SMT结构下的电路板应用(低于215C的熔化温度被认为是一个实际的标准)。 总而言之，含有0.51.5%Cu和3.03.1%Ag的锡/银/铜系统的合金成分具有相当好的物理和机械性能。相当而言，95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu成本比那些含银量高的合金低，如93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu和95.4Sn/4.1Ag/0.5Cu。在某些情况中，较高的含银量可能减低某些性能。 222助焊剂以下是在185C热下陷测试后两种无铅焊膏的相片。焊膏A 的焊剂系统内含不阻止下陷的凝胶剂。焊膏B
11、内含阻止较高预热温度时下陷的凝胶剂；此焊膏将减少桥接、焊锡球和芯片中成球的发生。约 90%的大多数装配商使用免清洗焊膏，且多数使用空气回流。免清洗SMT 过程需要仔细选择焊接的加工和焊膏的属性。一些无铅免清洗焊膏设计为充分焊接各种金属表面加工。其他则难以与第二次通过的裸铜板由于较低的活性。一些免清洗焊膏要求较低温度峰值，其他可经受较高的温度而没有下陷、炭化、或树脂聚合。对那些使用可水洗焊膏的，活性有利于减少通常无铅焊接出现的润湿。氮将影响如下相片所示的焊接接缝装饰。氮焊膏回流将提供更光亮和更统一的焊接接缝表面。氮回流也将提高无铅焊接的润湿，尤其在裸铜OSP表面。必须指出大多数装配商寻求可在空气
12、中回流的焊膏；因此很多无铅焊膏为此开发。以下测试通过在白色陶瓷基底上印刷无铅焊膏，然后一个在空气中、另一个在氮中回流完成。尽管表面看来不同，这只是表面状况而可靠性不受影响。相同成分的SAC合金。亮度的不同是由于不同树脂焊膏的焊接，保护表面不受空气影响。光亮接缝明显更能与63/37过程媲美。选择SMT 过程最好的无铅焊膏将是重要的变量，如下可用作选择过程的指导。对过程工程师来说，决定过程中最至关的属性是重要的。三 . 无铅焊接方式31波峰焊 波峰面 波的表面均被一层氧化皮覆盖它在沿焊料波的整个长度方向上几乎都保持静态在波峰焊接过程中PCB接触到锡波的前沿表面氧化皮破裂PCB前面的锡波无皲褶地被推
13、向前进这说明整个氧化皮与PCB以同样的速度移动波峰焊机 防止桥联的发生 1. 使用可焊性好的元器件/PCB 2. 提高助焊剞的活性 3. 提高PCB的预热温度增加焊盘的湿润性能 4. 提高焊料的温度 5. 去除有害杂质减低焊料的内聚 力以利于两焊点之间的焊料分 开 波峰焊机中常见的预热方法 1. 空气对流加热 2. 红外加热器加热 3. 热空气和辐射相结合的方法加热 波峰焊工艺曲线解析 1. 润湿时间:指焊点与焊料相接触后润湿开始的时间 2. 停留时间:PCB上某一个焊点从接触波峰面到离开波峰面的时间 停留/焊接时间的计算方式是 停留/焊接时间=波峰宽/速度 3. 预热温度:预热温度是指PCB
14、与波峰面接触前达到 的温度.目的4、焊接温度 焊接温度是非常重要的焊接参数通常高于焊料熔点（183C ）50C 60C大多数情况是指焊锡炉的温度实际运行时所焊接的PCB 焊点温度要低于炉温这是因为PCB吸热的结果 SMA類型 元器件 預熱溫度 單面板組件 通孔器件與混裝 90100 雙面板組件 通孔器件 100110 雙面板組件 混裝 100110 多層板 通孔器件 115125 多層板 混裝 115125 波峰焊接缺陷分析1.沾锡不良 POOR WETTING: 这种情况是不可接受的缺点,在焊点上只有部分沾锡. 2.局部沾锡不良 ： 此一情形与沾锡不良相似,不同的是局部沾锡不良不会露出铜箔面
15、,只有薄薄的一层锡无法形成饱满的焊点. 3.冷焊或焊点不亮： 焊点看似碎裂,不平,大部分原因是零件在焊锡正要冷却形成焊点时振动而造成,注意锡炉输送是否有异常振动. 4.焊点破裂： 此一情形通常是焊锡,基板,导通孔,及零件脚之间膨胀系数,未配合而造成,应在基板材质,零件材料及设计上去改善. 5.焊点锡量太大： 通常在评定一个焊点,希望能又大又圆又胖的焊点,但事实上过大的焊点对导电性及抗拉强度未必有所帮助. 6.锡尖 (冰柱) ： 此一问题通常发生在DIP或WIVE的焊接制程上,在零件脚顶端或焊点上发现有冰尖般的锡. 7.防焊绿漆上留有残锡 ：8.白色残留物 ： 在焊接或溶剂清洗过后发现有白色残留物在基板上,通常是松香的残留物,这类物质不会影响表面电阻质,但客户不接受.
