无铅焊接工艺技术
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毕业设计报告（论文）
报告（论文）题目：无铅焊接工艺技术
作者所在系部：_________ 电子工程系__________ 作者所在专业：电子工艺与管理_________ 作者所在班级：_______________________________ 作者姓名：__________________________________ 作者学号：__________________________________ 指导教师姓名：______________________________
完成时间：2013年5月28日
北华航天工业学院教务处制
北华航天工业学院电子工程系毕业设计（论文）任务书
成果验收形式:
论文
参考文献：
实用表面组装技术，SMT相关论文等。
指导教师：教研室主任：系主任:
无铅与有铅锡的工艺区别
无铅和有铅工艺技术特点对比表： 类别无铅工艺特点 有多种焊料合金可供选择，目前逐步同意为 Sn96.5Ag3Cu0.5(SAC305)；最好回流焊接和波峰焊接无论是何种焊接方式，焊料合金一焊料合金成分都选择同一款焊料合金。但是考虑到成本，许多厂家波直采用Sn63Pb37,不会对生产现峰焊接会选择Sn99.3Cu0.7焊料。对生产现场焊料合 金的使用造成混乱 焊料合金使用混乱，目前有人提倡使用Cu的质量分数 焊料合金单一混乱 焊料合 波峰焊接用的锡条和手工焊接用的锡线，成本提高2.7 xx焊料成本 倍。回流焊接用的锡膏成本提高约1.5倍 焊料合金熔点 温度 焊料可焊性 焊点特点 焊料/焊端兼容 焊端中不能含铅性无论是波峰焊/回流焊/手工焊接，能耗比有铅焊接多 能耗焊接能耗 10%~15%
设备需 回流焊求手工焊接炉体长 更换烙铁头度曲线调整的灵活性 不需要更换需要添加新的波峰焊机不需要(提升产能例外)能耗较低焊端中可以含铅差 焊点脆，不适合手持和振动产品好焊点韧性好温度高217℃ 温度低183℃焊料成本低在1%~2%的合金，但是市场上还没有此类产品场焊料合金的使用造成混乱有铅工艺特点设备温区数量要多，以增加调整回流温度曲线灵活性。也可以采用多温区的设备，增强温印刷/贴片机 水清洗工艺不需要更换，但是印刷/贴片精度要求更高 不建议使用不需要更换 可以使用工艺窗口小，温度曲线调整较难。焊点空洞难以消除。工艺窗口大，温度曲线调整较易。 回流焊接 焊点xx不好 焊接工 焊点xx较好，锡槽合金杂质含量艺 波峰焊接 频繁度加大，有可能生产现场需要检测仪器 检测仪器手工焊接烙铁头损耗加快 可以沿用有铅时用的板材，最好采用高Tg板材。采用
无铅焊接工艺温度曲线
无铅回流焊接工艺温度曲线冷却速率至关重要 https://www.360docs.net/doc/a98156813.html, 作者:Ursula Marquez, 工艺研究工程师和Denis Barbini博士，高级技术经理，维多利绍德（Vitronics Soltec）有限公司 良好可控的回流工艺影响焊接质量。对无铅焊接，各种不同的回流参数及工艺、材料与成品率和质量的关系，再次成为今天研究的主题。由于现在的强制对流回流炉子的设计可以获得并控制很好的热稳定性和一致性,许多问题已经可以得到回答或解决，比如最高温度对零件可靠性的影响,如何降低回流最高温的要求,焊料成份的影响,减小ΔT的重要性,焊料在液态的滞留时间,以及焊料和助焊剂的匹配兼容性，等。但是人们通常忽略了对冷却速率在焊接质量和成品率影响的研究和评估。 传统电子组装的冷却仅仅强调PCB板子的出炉温度和快速的回流回流速度，当无铅材料出现的时候,这个问题又被重新拿出来讨论。最近的研究显示冷速率影响了焊接的微细构造的形成和最终焊接质量。更快的冷却速率被采纳和应用，还因为快冷却速率的好处包括降低出炉温度,降低PCB板子、板子的镀层、热敏感性元器件、助焊剂和焊料在高温的时间, 减少金属化合物的形成。然而，人们仍然面临这样的矛盾，即比较慢的冷却率可以减少不同热膨胀或热容量系数材料中的内应力。这份报告研究和阐述了冷却的速率在回流工艺中的重要影响。其中描述了冷却过程中焊接剪切力及微观组织的变化趋势，和不同板子的焊接表面材料对焊接力的影响。为发展复杂无铅工艺找到了几把钥匙。 实验 研究使用了一个标准的有可控冷却系统的回流炉。板子是一块放满元器件的中等尺寸的板子(33cmx40.6cm,1.25kg)。当三个冷却区被配置达到慢的和快速的冷却率的时候,加热部分的温度曲线保持不变。温度测量使用了一个标准的数据装置和新的标准的热电偶。用紫外线可修整的粘胶把热电偶粘在二个代表板子最冷的和最热的位置的器件上。先前就对这些元器件做过了一些评估。无铅回流曲线的冷却斜率是以最高温度和200°C之间来计算取值的。 在当今使用典型的板子和现代的强制对流的回流回流炉时,冷却速率决定了焊料在液态的时间和冷却的速度。 本研究共使用三种板子,它们是铜有机(Cu-OSP)，无电镀的镍-金(ENIG)和渗锡(ImmSn)表层的板子。板子基体材料包括玻璃化的,四功能化合物FR-4环氧基树脂,它具有175°C的玻璃化转变温度,厚度有0.81毫米。焊接区域直径是0.56毫米。 所有对无铅做的回流模拟实验都使用了一种非洁净的有点粘的助焊剂。助焊剂是用一个小模板手动刷到板子上的。使用小镊子人工把焊球放置在板子上。实验选用了63Sn/37Pb和95.5Sn/3.8Ag/0.7Cu材料,0.76毫米的焊球。 回流曲线 样品大小需要裁减以适合热量计(DSC)的大小。热量计是一个在氮环境中工作的炉子。每一组实验配置,无论无铅还是有铅焊料,每一个板子都跑8次同样的回流曲线。每块板子上焊4个焊球。每个曲线都用了Omega型号K的热电偶和可用紫外修整的粘结剂。实验设计调查了焊料在液相上面的时间（60或90秒）,直线加热升温曲线(L),或经过升温、恒温浸润、再融化的温度曲线(RSS)对焊接力的影响和最高温度后的冷却速率的影响。无铅的最高温度是244℃－245℃,有铅的最高温度是210℃－211℃。无铅最快速的冷却速率是-2.5℃/sec,有铅最快速的冷却速率是-2.4℃/sec。最慢的冷却速率两个都是-0.5℃/sec。
电子工艺 焊接技术 51单片机板焊接
目录 第1章焊接基本知识 (1) 1.1焊接器材 (1) 1.2焊接方法 (2) 第2章单片机实验板的焊接 (6) 2.1硬件框图介绍 (6) 2.2焊接注意事项及其焊接步骤 (9) 第三章PCB板程序下载步骤 (11)
第1章焊接基本知识 1.1焊接器材 1．尖嘴钳 ①主要用来夹持零件、导线、及零件脚弯折； ②内部有一剪口，用来剪断1mm以下细小的电线； ③配合斜口钳做拨线用。 2．斜口钳 ①常用来剪断导线、零件脚的基本工具； ②配合尖嘴钳做拨线用。 3．平头钳 ①用来剪断较粗的导线或金属线配合尖嘴钳做拨线用； ②用来弯折、弯曲导线或一般的金属线； ③用来夹持较重物体。 4．电烙铁 ①圆锥形：适合焊接热敏感元件； ②斜角形：适于焊接端子点，因有尖端表面，所以热更易于传导； ③锥斜面形：通常用在一般焊接和修理上 一般情况下选用锥形的电烙铁。 5．吸锡器 ①检修时，将零件上的焊锡吸走，以便利于更换元件； ②使用时应将吸锡口靠近焊锡点，但要必免与烙铁直接接触。 6．螺丝起子 ①松紧螺丝必须的工具； ②一般根据用途分为：一字起子，十字起子。 7．镊子 镊子的分类也是很多的，在各种实际应用场合主要是以下两种：尖头镊子和弯头镊子。镊子的使用主要是夹持小的元器件，辅助焊接，弯曲电阻、电容、导线的作用。平时不要把镊子对准人的眼睛或其他部位。
1.2 焊接方法 1．焊料与焊剂的选择 焊料：一般常用焊锡作焊料。它具有较好的流动性和附着性。在一定是温度、湿度及振动冲击条件下有足够的机械强度。而且具有耐腐性，使用方便的优点。 焊剂：作用是除去油污，防止焊件受热氧化，增强焊锡的流动性。常用的焊剂是松香。 2．焊点质量 焊点的质量直接关系到整块电路板能否正常工作，也是每个操作人员要学会并掌握的基本功。 质量好的焊点称标准焊点，如图2.1（a）所示，在交界处，焊锡、铜箔、元件三者较好地融合在一起。 虚焊点，如图2.1（b）所示，在交界处，从表面看焊锡把引线给包住了,但焊点内部并未完全融合，焊点内部有气隙或油污等。 产生虚焊点的主要原因是元件脚、印制电路板铜箔表面不清洁，或者电烙铁头温度偏低，元件脚、印制电路板铜箔与烙铁头接触表面太小导致受热太慢，温度不够，也有焊锡用量不当引起的。 要避免出现虚焊，重点是搞好清洁处理。焊接时使电烙铁头与焊接元件及铜箔接触面积要尽可能大些。掌握好焊接时间，一般一个焊点约用2—3秒。焊后焊点应饱满、光亮、无裂痕、无毛刺且焊剂尚未完全挥发干。若时间长，易损坏焊接部件及元件。铜箔、元件三者较好地融合在一起。若时间短，又不能使焊接达到标准要求，焊点上的焊锡要适当，以饱满引线为宜，呈圆锥形。焊锡过多是浪费，而且容易出现焊点互相桥连现象。
无铅焊的发展现状和发展趋势
无铅焊技术的发展现状和发展趋势 摘要 在焊接技术的发展过程中，锡铅合金一直是最优质的、廉价的焊接材料，无论是焊接质量还是焊后的可靠性都能够达到使用要求；但是，随着人类环保意识的加强，“铅”及其化合物对人体的危害及对环境的污染，越来越被人类所重视。随着无铅焊接的逐步应用（这是大势所趋），越来越多的用户开始寻找合适的焊接工具与密管脚芯片返修设备。2006年7月起，进入欧盟市场的电子电气产品将禁用的有害物质包括：镉、六价铬、铅、汞、PBB（多溴联苯）和PBDE （多溴二苯醚）。我国也已制定了相应的法律法规，最后期限也是2006年7月。本文对无铅焊接技术做了主要的介绍。 关键词：焊料趋势工艺窗口设备 Abstract In the process of the development of solder alloys，tin lead has been the most high-quality，low-cost， whether the quality of welding welding materials or reliability of welding is used to achieve requirements，But，as the environmental protection consciousness， strengthen human "and" lead compounds for the harm to human body and pollution to the environment， more and more attention by humans. With the application of lead-free soldering gradually （this is inevitable）， more and more users start looking for the right tools and pipe welding equipment repair feet chips. 2006 July，into the eu market electric products will disable the harmful material include: hexavalent chromium， cadmium， lead，mercury，PBB （br） and PBDE （more spin bromine diphenyl ether）. China has formulated relevant laws and regulations， the deadline is July 2006. In order to make everyone to lead-free soldering have more understanding of lead-free soldering， this paper mainly introduces the doing.
电子产品中的无铅焊料及其应用与发展
- 5 - 电子产品中的无铅焊料及其应用与发展 苏佳佳1,2，文建国2 （1.广东工程职业技术学院，广州 510520；2.广东工业大学，广州 510006） 摘 要：由于传统焊接技术使用的Sn-Pb 焊料中的铅会对环境造成污染而被禁止使用，近年来无铅焊料成为了研究热点。文中介绍了运用于电子产品中的无铅焊料的发展背景、特点及要求。根据应用温度不同，无铅焊料可以分为低温、中温和高温无铅焊料。文章综述了它们各自的应用特点、场合及存在的问题和发展前景。 关键词：无铅焊料；锡银合金；锡锌合金；锡铋合金 中图分类号：TN305.94 文献标识码：A 文章编号：1681-1070（2007）08-0005-04 Application Feature and Development of Lead-Free Solders Used in Electronical Product SU Jia-jia 1，2 , WEN Jian-guo 2 （1. Guangdong Polytechnic College , Guangzhou 510520, China ;2. Guangdong University of technology , Guangzhou 510006, China ） Abstract: Due to the destroyed to environment, the solders of Sn-Pb which have been used in traditional welding technology are forbidden. And the lead-free solders have been extensively research in these years. In this paper, the developing-background, feature and requirement of lead-free solders which used in electronic product were introduced. According to the application temperature, the solders have three types, which are low-temperature, mid-temperature and high-temperature. And their application features, fields and existing problems were presented respectively. The development of lead-free solders was also described.Key words: lead-free solder; S n-Ag; Sn-Zn; Sn-Bi 收稿日期：2007-05-11 1 引言 焊料从发明到使用，已有几千年的历史。Sn-Pb 焊料以其优异的性能和低廉的成本，得到了广泛的使用。但是，铅及其化合物属于有毒物质，长期使用会给人类生活环境和安全带来危害。因此，限制铅使用的呼声越来越高，各个国家已积极通过立法来减少和禁止铅等有害元素的使用。20世纪90年代初，美国国会提出了关于铅的使用限制法案（HR2479-Lead Based Paint Hazard Abatement Trust Fund Act ，S-1347-Lead Abate-ment Trust Fund Act ，S-729-lead Exposure Reduction Act ），并由NCMS （the National Center for Manu facturing Sciences ）Lead Free Solder Project 等进行无铅焊料的研究开发活动。目前，研究替代Sn-Pb 焊料的无铅焊料主要集中在Sn-Ag 、Sn-Bi 、Sn-Zn 几种合金焊料上[1]。 2 无铅焊料的特点 理想的无铅焊料最好与原来的Sn-Pb 共晶焊料有相同或相近的性能，比如具备低熔点，能像纯金属那样在单一温度下熔融、凝固，具有与Sn-Pb 相同的熔融温度范围、良好的接合性能和浸润性等。对于
电子焊接技术论文
本文由ｚｈｓｙｉｂ２４２０贡献 本文由水瓶＿天蝎贡献 ｄｏｃ文档可能在ＷＡＰ端浏览体验不佳。建议您优先选择ＴＸＴ，或下载源文件到本机查看。 电子焊接技术 １，焊接的概念 焊接，一般是用加热的方式使两件金属物体结合起来；如果在焊接的过程 需要熔人第三种物质， 则称之为 ＂钎焊＂ 所加熔上去的第三种物质称为 ， ＂焊料＂ ． 按焊料熔点的高低又将钎焊分为＂硬焊＂和＂软钎焊＂，通常以 ４５０℃为界，低 于 ４５０℃的称为＂软钎焊＂．电子产品安装工艺中的所谓＂焊接＂就是软钎焊的 一种，主要用锡，铅等低熔点合金做焊料，因此俗称＂锡焊＂． ２，焊接的原理是 焊接技术是电子制作中的基本技能．常用的焊接工具是电烙铁；焊接用料是锡铅 合金，焊接的焊剂．焊接的原理就是用高温将固态焊料加热熔化成液态，在焊剂 的配合下，使液态的焊料在焊接物表面形成不同金属的良好熔合．而选择良好的 焊料是确保焊接质量的前提． 许多初接触焊接的人对焊料的成分及特性等了解甚少，为此，下面对常 用焊料及配合使用的焊剂等进行简单介绍，让大家明白基本的焊接原理，常用焊 料和焊剂的正确选用等， 做到心中有数， 尽快在实际操作中提高自己的焊接水平． 最常用的焊料——焊锡 最常用的焊料见图 １，它是由锡和铅两种金属按照一定比例熔合而成的锡铅合 金，其中锡为主料，因此通常称这种焊料为焊锡．纯锡（Ｓｎ）为银白色，有光泽， 富有延展性，在空气中不易氧化，它的熔点为 ２３２．锡能与大多数金属熔融成合 金．但纯锡材料呈脆性，为增加焊料的柔韧性并降低焊料的熔化温度，必须用另 一种金属与锡熔合，以缓和锡的性能．铅就是一种很不错的配料，纯铅（Ｐｂ）为 青灰色，质软而重，有延展性，但容易氧化，有毒性，它的熔点为 ３２７℃．当锡 和铅按比例熔合后，就构成了我们最常用的锡铅合金焊料——焊锡，此时此刻熔 点温度变低，使用方便，并能与大多数金属结合，具有价格低，导电性好和连接 电子元器件可靠等特点． 焊接是一个比较复杂的物理，化学过程，当用焊锡焊接金属铜时，随着 电烙铁的加热和焊剂的帮助，焊锡先对焊接表面产生润湿，并逐渐向金属扩散， 在焊锡与金属铜的接触面形成附着层，冷却后即形成牢因可靠的焊接点．其过程 可分为以下三步： 第一步，润湿．润湿过程是指已经熔化了的焊锡借助毛细管力沿着被焊金 属表面细微的凹凸和结晶的间隙向四周漫流，从而在被焊金属表面形成附着层， 使焊锡与被焊接金属的原子相互接近，达到原子引力起作用的距离．引起润湿的 环境条件是：被焊金属的表面必须清洁，不能有氧化物或污染物．读者不妨通过 形象比喻来理解润湿，我们把水滴到荷花叶上形成水珠，就是水不能润湿荷花； 而把水滴到毛巾止，水就渗透到毛巾里面去了，这就是说水能润湿毛巾． 第二步，扩散．伴随着润湿的进行，焊锡与被焊接金属原子间的相互扩 散现象开始发生．通常原子在晶格点阵中处于热振动状态，一旦温度升高，原子 活动加剧， 就会使熔化的焊锡与被焊接金属中的原子相互越过接触面进入对方的 晶格点阵，而原子的移动速度与数量决定于加热的温度与时间． 第三步，冶金结合．由于焊锡与被焊金属相互扩散，在接触面之间就形 成了一个中间层——金属化合物． 可见要获得良好的焊点，被焊金属与焊锡之间必须形成金属化合物，从而使焊接 点达到牢固的冶金结合状态． 综上所述，某种金属是否能够焊接，是否容易焊接，取决于两个因素： 一是所用焊料是否能与焊件形成化合物；二是要有除去接头上污锈的焊剂．焊接 时，焊锡能与大多数金属（如金，银，铜，铁，锌等）反应生成一种相当硬而脆 的金属化合物，这种化合物就是焊料与焊件结合的粘合剂，但有些金属（如钛， 硅，铬等）不能与焊锡反应，因而焊接这些金属时就不能采用焊锡这种焊料． ３，焊接的分类 （１）手工焊接 一，接触焊接 接 触焊接 是在 加 热的烙 铁嘴（ｔｉｐ）或 环（ｃｏｌｌａｒ）直 接接 触 焊接点 时完 成的．烙铁嘴或环安装在焊接工具上．焊接嘴用来加热单个的焊接点，而 焊接环用来同时加热多个焊接点．对单嘴焊接工具和焊接嘴，有多种的设 计结构． 对烙铁环形式的焊接嘴也有多种设计结构．有两或四面的离散环，主 要用于元件拆除．环的设计主要用于多脚元件，如集成电路（（ＩＣ）；可是， 它们也可用来拆卸矩形和圆柱形的元件．烙铁环对取下已经用胶粘结的元 件非常有用．在焊锡熔化后，烙铁环可拧动元件，打破胶的连接． 四边元件，如塑料引脚芯片载体（ＰＬＣＣ），产生一个问题，因为烙铁环 很难同时接触所有的引脚．如果烙铁环不接触所有引脚，则不会发生热传 导，这意味着一些焊点不熔化．特别是在 Ｊ 型引脚元件上，所有引脚可能 不在同一个参考平面上，这使得烙铁环不
有铅工艺和无铅工艺的区别
有铅工艺和无铅工艺的区别 趋势 首先我们来看看有铅和无铅的趋势，随着国际环保要求逐步提高，无铅工艺成为电子产业发展的一个必然过程。尽管无铅工艺已经推行这么多年，仍有部分企业使用有铅工艺，但无铅工艺完全代替有铅这是一个必然的结果。但是无铅工艺在使用方面有些地方也许还不如有铅工艺，所以我们以后要研究的是如何让无铅工艺更好地替代有铅工艺。让rosh环保更广泛的普及，达到既盈利又环保的双赢目标。 现状 当前国内许多大公司也没有完全采用无铅工艺而是采取有铅工艺技术来提高可 靠性，在机车行业中西门子和庞巴迪等国际知名公司也没有完全采用无铅工艺进行生产，而是尽量豁免。 当前有许多专业也认为无铅技术还有许多问题有待于进一步认识，如著名工艺专家李宁成博士也认为当前的无铅工艺技术的发展还没有有铅技术成熟，如先前的无铅焊接采用的最多的Sn3Ag0.5Cu焊料合金，最近发现由于Cu的含量稍低，焊点可靠性有些问题，有人建议将Cu的质量分数提高到1%~2%，但是现在时常上还没有这种焊料合金的产品。同时无铅焊接的电子产品的可靠性数据远远没有有铅焊接生产的电子产品丰富。 比较 有铅工艺技术有上百年的发展历史，经过一大批有铅工艺专家研究，具有交好的焊接可靠性和稳定性，拥有成熟的生产工艺技术，这主要取决于有铅焊料合金的特点。 有铅焊料合金熔点低，焊接温度低，对电子产品的热损坏少；有铅焊料合金润湿角小，可焊性好，产品焊点“假焊”的可能性小；焊料合金的韧性好，形成的焊点抗震动性能好于无铅焊点。
无铅焊接工艺从目前的研究结果中摸索有可替代合金的熔点温度都高于现有的 锡铅合金。例如从目前较可能被业界广泛接受的“锡——银——铜”合金看来，起熔点是217℃，这将在焊接工艺中造成工艺窗口的大大缩小。理论上工艺窗口的缩小为从锡铅焊料的37℃降到23℃。实际上，工艺窗口的缩小远比理论值大。因为在实际工作中我们的测温法喊有一定的不准确性，加上DFM的限制，以及要很好地照顾到焊点“外观”等，回流焊接工艺窗口其实只有约14℃。 图：有铅工艺窗口和无铅工艺窗口对比 不只是工艺窗口的缩小给工艺人员带来巨大的挑战，焊接温度的提高也使得焊接工艺更加困难。其中一项就是高温焊接过程中的氧化现象。我们都知道，氧化层会使焊接困难、润湿不良以及造成虚焊。氧化程度除了器件来料本身要有足够的控制外，拥护的库存条件和时间、加工前的处理(例如除湿烘烤)以及焊接中预热(或恒温)阶段所承受的热能(温度和时间)等都是决定因素。 由于无铅焊接工艺窗口比起含铅焊接工艺窗口有着显著的缩小，业界有些人认为氮气焊接环境的使用也许有必要。氮气焊接能够减少熔锡的表面张力，增加其湿润性。也能防止预热期间造成的氧化。但氮气非万能，它不能解决所有无铅带来的问题。尤其是不可能解决焊接工艺前已经造成的问题。 在目前的回流焊接设备中，使用强制热风对流原理的炉子设计是主流。热风对流技术在升温速度的可控性以及恒温能力方面较强。在加热效率和加热均匀性以重复性等方面较弱。这些弱点，在含铅技术中体现的并不严重，许多情况下还可以被接受。随着无铅技术工艺窗口的缩小和对重复性的更高要求，热风对流技术将受到挑战。
电子组装工艺论文
无铅焊接技术的发展现状及未来发展趋势 摘要：电子产品生产中传统的焊接材料为锡铅合金，铅属于有毒重金属，对人体健康有害，早在1999年，欧美和日本等发达国家就已经提出了电子产品无铅化工艺，我国也在2003年做出了无铅化生产的相关规定，但由于无铅焊接工艺推广会带来一系列的问题，导致国内好多企业一直没有改变传统的焊接工艺，本文就无铅焊接技术的发展现状以及未来发展趋势来阐述无铅焊接的必然性和紧迫性。 关键词：无铅焊接发展现状 Sn/Pb合金发展趋势元器件 PCB 助焊剂焊接设备 引言 铅是一种多亲害性、对人体有毒的物质，主要损害人的神经系统、造血系统、消化系统，铅中毒也是引发白血病、肾病、心脏病、精神异常的重要因素之一。铅毒不仅对水污染，而且对土壤、空气均可产生污染，一旦环境产生严重铅污染，其治理的难度很大、周期甚长、经费支出巨大。电子制造业中大量使用的锡铅合金焊料(Sn/Pb) 是污染人类生存环境的重要根源之一。实现电子制造的全面无铅化，以减少环境污染，提升绿色制造竞争能力，以适应国内外市场对绿色电子产品的需求，是我国电子制造业以后势在必行的举措。 1、无铅焊接技术的发展现状 目前，无铅焊料的成分并没有统一的标准，通常是以锡为主体，添加其他金属，近几年来有关无铅焊料的研究工作发展很迅速。世界各大著名集团公司和研究机构都投人了相当的力量开展无铅焊料的研发。替代Sn/Pb合金的无铅焊锡合金材料有多种。目前已经得到应用的主要有Sn-Ag系列、Sn-Zn 系列、Sn-Bi系列焊料三大类。国内外专家一致认为，最有可能替代锡铅合金焊料的无毒合金是锡( Sn)基合金。无铅焊料主要以锡为主，添加Ag、Zn、Cn、Sd、Bi、In 等几种金属元素，通过焊料合金化来改善合金性能，提高可焊性。由于Sn-ln系合金蠕变性差，In极易氧化，且成本太高，Sn—Sb 系合金润湿性差、Sb还稍带毒性，这两种合金体系的开发和应用较少。实际上二元系合金要做成为能满足各种特性的基本材料是不完善的。目前最常见的无铅焊料，主要是以Sn-Ag、Sn-Zn、Sn-Bi为基体，在其中添加适量的其他金属元素所组成的三元合金和多元合金。他们与传统的Sn-Pb共晶合金焊锡比较如下表。现在市场上主要以锡/银/铜合金为主，取代锡/铅焊料的锡/银/铜合金可有不同的配比形式。日本倾向于96．5％锡/3．0％银/0．5％铜，北美更倾向于95．5％锡／3．9％银／0．6％铜，EU倾向于95．5％锡/3．8％银/0．7％铜。IPC推荐的三种焊料合金是：96．5％锡/3．0％银/0．5％铜，95．5％锡/3．8％银/0．7％铜，95．5％锡/4．0％银/0．5％铜。每种配比形式，供应商都做了大量实验分析，每一家都认为自己的焊料是取代锡/铅焊料的最佳选择。除此之外，表中列出多种可供选择的无铅焊料(用于回流焊的焊膏，用于波峰焊的合金棒，用于手工焊接的焊锡丝)。目前日本TUMURA、朝日、千住金属等公司的无铅焊膏、焊棒和焊丝等已经系列化。
无铅焊接技术知识
无铅焊接工艺技术 １．无铅焊接技术的发展趋势 在传统的电子产品焊接工艺中，普遍都是使用含铅焊料，以至于大量的铅毒 存在于我们日常使用的电子产品中。由于铅及其化合物属剧毒物质，容易污染地下水及土壤，给人类的生存环境带来严重危害，特别是对儿童的脑发育。随着电子工业的快速发展，被废弃的电器制品将逐年增多，电子工业中电路板焊接使用的焊料几乎都含有铅。其污染地下水和土壤，成为环境问题，近年来已引起人们的特别关注，特别是在发达国家。 （１）欧洲议会决议：欧洲电子工业计划在２００４年１月全面禁止含铅焊料的使用，在公元２００４年欧美将全力导入无铅锡膏的制程。 （２）日本ＮＥＣ、ＳＯＮＹ、松下、富士通、东芝等大型电子厂家在公元２０００年已开始导入无铅锡膏的制程。 （３）在中国，由于很多电子厂家是做欧美及日本的ＯＥＭ订单，越来越多地被他们的客户要求使用无铅焊料。 （４）同时更多的公司在申请ＩＳＯ１４０００认证时，都被要求使用对环境无害的原料和技术。 （５）在环境保护这个大前提下，法规和市场因素将起着更直接的作用。中国在加入ＷＴＯ以后，也必将响应、加强世界环保条约。 因此，出于对环保的考虑，铅在２１世纪将被严格限用。未来的市场发展趋势是使用含铅焊料的电子产品将无法进入国际市场。对于电子组装企业来说，无铅焊接技术的应用已经是摆在面前必须解决的现实问题。 ２．无铅焊接技术的工艺特点 无铅焊接工艺与传统Sn-Pb合金焊接工艺不同。如熔点在183℃的Sn/Pb含铅焊料，其完全液化温度在205~215℃之间；一般PCB允许的最高温度在230~240℃。 采用无铅焊接工艺，因所使用的无铅焊料（目前已开发出来的）大多数合金熔点比传统的63Sn37Pb合金高40℃左右，熔点温度在195℃~227℃之间，完全液化
表面组装技术中的无铅焊接工艺
表面组装技术中的无铅焊接工艺 发表时间：2009-05-22T13:04:37.873Z 来源：《中小企业管理与科技》2009年5月上旬刊供稿作者：任红星[导读] 本文就无铅焊接材料、工艺以及带来的新课题谈谈无铅焊接的必然性和紧迫性。摘要：电子产品生产中传统的焊接材料为锡铅合金，铅属于有毒重金属，对人体健康有害，早在1999年，欧美和日本等发达国家就已经提出了电子产品无铅化工艺，我国也在2003年做出了无铅化生产的相关规定，但由于无铅焊接工艺推广会带来一系列的问题，导致国内好多 企业一直没有改变传统的焊接工艺，本文就无铅焊接材料、工艺以及带来的新课题谈谈无铅焊接的必然性和紧迫性。关键词：无铅焊接 Sn/Pb合金元器件 PCB 助焊剂焊接设备0 引言 铅是一种多亲害性、对人体有毒的物质，主要损害人的神经系统、造血系统、消化系统，铅中毒也是引发白血病、肾病、心脏病、精神异常的重要因素之一。铅毒不仅对水污染，而且对土壤、空气均可产生污染，一旦环境产生严重铅污染，其治理的难度很大、周期甚长、经费支出巨大。电子制造业中大量使用的锡铅合金焊料(Sn/Pb) 是污染人类生存环境的重要根源之一。实现电子制造的全面无铅化，以减少环境污染，提升绿色制造竞争能力，以适应国内外市场对绿色电子产品的需求，是我国电子制造业以后势在必行的举措。 1 无铅焊料研究与推广 目前，无铅焊料的成分并没有统一的标准，通常是以锡为主体，添加其他金属，近几年来有关无铅焊料的研究工作发展很迅速。世界各大著名集团公司和研究机构都投人了相当的力量开展无铅焊料的研发。替代Sn/Pb合金的无铅焊锡合金材料有多种。目前已经得到应用的主要有Sn-Ag系列、Sn-Zn系列、Sn-Bi系列焊料三大类。国内外专家一致认为，最有可能替代锡铅合金焊料的无毒合金是锡( Sn)基合金。无铅焊料主要以锡为主，添加Ag、Zn、Cn、Sd、Bi、In 等几种金属元素，通过焊料合金化来改善合金性能，提高可焊性。由于Sn-ln系合金蠕变性差，In极易氧化，且成本太高，Sn—Sb系合金润湿性差、Sb还稍带毒性，这两种合金体系的开发和应用较少。实际上二元系合金要做成为能满足各种特性的基本材料是不完善的。目前最常见的无铅焊料，主要是以Sn-Ag、Sn-Zn、Sn-Bi为基体，在其中添加适量的其他金属元素所组成的三元合金和多元合金。 2 无铅焊接技术引发的新课题 目前，无铅焊技术主要应用在电子元件组装领域，其存在的形态为焊条、焊丝、焊膏。其应用范围主要在各种电子、电器产品，印制电路板(PCB)的组装。影响无铅焊接技术的应用的因素很多。要使无铅焊接技术得到广泛应用，还必须从电子组装焊接这个系统工程的角度来解析和研究。 2.1 元器件目前开发已用于电子产品组装的无铅焊料，熔点一般要比有铅焊料高，所以要求元器件耐高温，而且无铅化，即元器件内部连接和引出端(线)也要采用无铅焊料和无铅镀层。 2.2 PCB 无铅焊接要求PCB的基础材料耐更高温度，焊接后不变形，表面镀覆的无铅共晶合金材料与组装焊接用无铅焊料兼容，而且要考虑低成本。 2.3 焊接工艺与设备焊接设备要适应新的焊接温度的要求，例如需要加长预热区或更换新的加热元件。若采用波峰焊，则波峰焊焊槽、机械结构和传动装置都要适应新的要求，锡锅的结构材料与焊料的一致性(兼容性)要重新匹配。采用再流焊时，为了提高焊接质量和减少焊料的氧化，有必要采用行之有效的抑制焊料氧化技术和采用惰性气体( 如N2) 保护焊技术。同时，采用先进的再流焊炉温测控系统也是解决无铅焊工艺窗口较窄带来的工艺问题的重要途径。 2.4 助焊剂为满足无铅焊料焊接的要求，需要开发新型的氧化还原能力更强和润湿性更好的助焊剂。新开发的助焊剂要与焊接预热温度和焊接温度相匹配，而且要满足环保的要求。迄今为止，实际测试证明，免清洗助焊剂用于无铅焊料焊接效果更好。 2.5 工艺流程在SMT工艺流程中，无铅焊料的涂敷印刷、元件贴装、焊接和住焊接残留物清洗以及焊接质量检验都是新的课题。 2.6 废料回收从含Ag的Sn基无铅无毒的绿色焊料中分离Bi 和Cu将是非常困难的，如何回收Sn-Ag合金又是一新课题。 3 影响SMT无铅焊技术的几个因素 3.1 工艺温度在无铅回流焊接中，无铅焊锡影响工艺温度，因此影响到加热温度曲线。为了以较低的维护停机时间保持机器的清洁，需要一个适当的助焊剂流动管理系统。 3.2 冷却系统无铅焊接中推荐一个受控的冷却系统，因为一旦炉子具有适当的冷却能力，液化以上的时间，晶粒结构和板子出来的温度都可以界定自然需要更多的室温风扇。而推荐使用的是一个高级的直接空气、完全集成的、排热系统。这个系统设计用于以较低的氮气消耗提供良好的冷却。 3.3 助焊剂的选择由于较高的工艺温度，无铅焊接要求与含铅焊锡不同的助焊剂。助焊剂类型决定哪一种预热配置最适合干该工艺。选择一种具有快速变换配置灵活性的波峰焊接机器。预热模块应该容易交换，以找到对每个个别工艺的最佳安排。 3.4 焊脚和空洞在无铅焊接中，会发生一些特别的缺陷，诸如焊脚提起和焊须。但其他缺陷，如焊点中的空洞，也似乎比Sn/Pb 中发生的多。焊脚开起是在冷却阶段，它是焊接元脚从电镀通孔周围铜焊盘的一种分离。焊脚开起的主要原因是合金化合物、铜焊盘、板厚度与材料的温度膨胀系数的不匹配。焊脚开起主要发生在含秘合金与铅污染结合的时候空洞形成的原因很多。空洞可能是固化期间电镀孔的排气可能会在焊锡中产生空洞，空洞也可能是焊接点润湿不够的结果。 3.5 回流工艺回流工艺中的变量包括机器和数据记录参数。机器参数包括传带速度、参考温度以上的时间、平均温度、最低温度、最高温度和达到最高温度的时间。特征是指焊接缺陷，如空洞、跳焊、焊球，焊桥和元件竖立。提高合格率和降低机器停机时间是无铅焊接引人之后必须达到的目标。在开始无铅工艺之后，要努力建立一个可以重复测量的工艺，一个合理计算工艺的能力，一个合理计算工艺能力值的方法和一个使用该数据校准机器的方法。 4 结束语 本文阐述了SMT中无铅焊料的组分系列和无铅焊接工艺引发的一些新课题，以及SMT焊接技术，希望业内人士批评指正，以供相互交流探。 参考文献： [1]王卫平，陈粟宋.电子产品制造工艺.
无铅焊接技术论文
无铅焊接技术论文 因为环境保护的责任和市场竞争的需要 ,无铅焊接技术的应用是必然趋势。下面是为大家精心推荐的无铅焊接技术论文，希望能够对您有所帮助。 无铅手工焊接工艺分析 摘要：目前电子产品生产已经基本实现无铅化，手工焊接是最基础的焊接方法，而电烙铁是手工无铅焊接的主要工具。从无铅与有铅焊料工艺窗口的比较、手工焊接工具的选择、电烙铁的操作方法、手工焊接温度曲线及其热能量传导方面对手工焊接工艺进行分析，探讨如何提高手工焊接的工艺水平。 关键词：无铅手工焊接焊接工艺分析 ：TG441 ：A ：1007-3973(xx)001-060-03 尽管随着贴片技术与波峰焊技术的普遍使用，电子制造对手工的焊接使用慢慢减少，但是在产品试制、科学研究、学校实训和产品维修过程中手工焊接仍然需要。手工焊接是自动焊接的基础，也是电子工程人员必须掌握的基本技能。xx年以前我国基本都是有铅的焊接，欧盟从xx 年7月1日起在消费类电子产品中禁用铅，我国
也从xx年3月1日起对电子产品推行无铅化，现在已经基本实现无铅化了。电烙铁是手工无铅焊接的主要工具，理论实践但可以指导实践，只有深刻领会“焊接温度”、“焊接时间”的含意，通过理论的指导再加上勤奋的练习才能把电烙铁使用好。 1 有铅与无铅焊料工艺窗口比较 无铅焊料种类繁多，不同国家有不同的指定材料，SAC305是我国常用的无铅焊料，即Sn-3.0Ag-0.5Cu(Sn-Ag-Cu系)。焊料对整个工艺的可操作性、可靠性等方面起着决定性的作用，无铅焊料与有铅焊料Sn63Pb37相比有不同特性。图1中分别是锡铅焊料与无铅焊料的手工焊接工艺窗口。 PCB损坏温度区，温度为300℃左右，焊点达到这个温度会造成PCB焊盘损坏;元器件损坏温度区，温度为260℃左右，焊点达到这个温度会造成元件损坏;回流焊接温度区;虚线为焊锡熔点温度;助焊剂活化区，为该区域的下半部分。 从图1可知，Pb-Sn焊料的回流焊接温度为215℃ -230℃，无铅回流焊接温度为245℃ -255℃左右。若以元器件损坏温度为260℃为顶线，焊料的回流焊接温度为底线，则两线之间的温度差称为“焊接工艺窗口”。Pb-Sn焊料的工艺窗口为40℃左右;无铅焊料
电子工艺 焊接技术 51单片机板焊接
目录
第1章焊接基本知识 1.1焊接器材 1．尖嘴钳 ①主要用来夹持零件、导线、及零件脚弯折； ②内部有一剪口，用来剪断1mm以下细小的电线； ③配合斜口钳做拨线用。 2．斜口钳 ①常用来剪断导线、零件脚的基本工具； ②配合尖嘴钳做拨线用。 3．平头钳 ①用来剪断较粗的导线或金属线配合尖嘴钳做拨线用； ②用来弯折、弯曲导线或一般的金属线； ③用来夹持较重物体。 4．电烙铁 ①圆锥形：适合焊接热敏感元件； ②斜角形：适于焊接端子点，因有尖端表面，所以热更易于传导； ③锥斜面形：通常用在一般焊接和修理上 一般情况下选用锥形的电烙铁。 5．吸锡器 ①检修时，将零件上的焊锡吸走，以便利于更换元件； ②使用时应将吸锡口靠近焊锡点，但要必免与烙铁直接接触。 6．螺丝起子 ①松紧螺丝必须的工具； ②一般根据用途分为：一字起子，十字起子。 7．镊子 镊子的分类也是很多的，在各种实际应用场合主要是以下两种：尖头镊子和弯头镊子。镊子的使用主要是夹持小的元器件，辅助焊接，弯曲电阻、电容、导线的作用。平时不要把镊
子对准人的眼睛或其他部位。 1.2 焊接方法 1．焊料与焊剂的选择 焊料：一般常用焊锡作焊料。它具有较好的流动性和附着性。在一定是温度、湿度及振动冲击条件下有足够的机械强度。而且具有耐腐性，使用方便的优点。 焊剂：作用是除去油污，防止焊件受热氧化，增强焊锡的流动性。常用的焊剂是松香。 2．焊点质量 焊点的质量直接关系到整块电路板能否正常工作，也是每个操作人员要学会并掌握的基本功。 质量好的焊点称标准焊点，如图2.1（a）所示，在交界处，焊锡、铜箔、元件三者较好地融合在一起。 虚焊点，如图2.1（b）所示，在交界处，从表面看焊锡把引线给包住了,但焊点内部并未完全融合，焊点内部有气隙或油污等。 产生虚焊点的主要原因是元件脚、印制电路板铜箔表面不清洁，或者电烙铁头温度偏低，元件脚、印制电路板铜箔与烙铁头接触表面太小导致受热太慢，温度不够，也有焊锡用量不当引起的。 要避免出现虚焊，重点是搞好清洁处理。焊接时使电烙铁头与焊接元件及铜箔接触面积要尽可能大些。掌握好焊接时间，一般一个焊点约用2—3秒。焊后焊点应饱满、光亮、无裂痕、无毛刺且焊剂尚未完全挥发干。若时间长，易损坏焊接部件及元件。铜箔、元件三者较好地融合在一起。若时间短，又不能使焊接达到标准要求，焊点上的焊锡要适当，以饱满引线为宜，呈圆锥形。焊锡过多是浪费，而且容易出现焊点互相桥连现象。
表面组装技术中的无铅焊接工艺
表面组装技术中的无铅焊接工艺 电子产品生产中传统的焊接材料为锡铅合金,铅属于有毒重金属,对人体健康有害,早在1999年,欧美和日本等发达国家就已经提出了电子产品无铅化工艺,我国也在2003年做出了无铅化生产的相关规定,但由于无铅焊接工艺推广会带来一系列的问题,导致国内好多企业一直没有改变传统的焊接工艺,本文就无铅焊接材料、工艺以及带来的新课题谈谈无铅焊接的必然性和紧迫性。 标签：无铅焊接Sn/Pb合金元器件PCB 助焊剂焊接设备 0 引言 铅是一种多亲害性、对人体有毒的物质,主要损害人的神经系统、造血系统、消化系统,铅中毒也是引发白血病、肾病、心脏病、精神异常的重要因素之一。铅毒不仅对水污染,而且对土壤、空气均可产生污染,一旦环境产生严重铅污染,其治理的难度很大、周期甚长、经费支出巨大。电子制造业中大量使用的锡铅合金焊料(Sn/Pb) 是污染人类生存环境的重要根源之一。实现电子制造的全面无铅化,以减少环境污染,提升绿色制造竞争能力,以适应国内外市场对绿色电子产品的需求,是我国电子制造业以后势在必行的举措。 1 无铅焊料研究与推广 目前,无铅焊料的成分并没有统一的标准,通常是以锡为主体,添加其他金属,近几年来有关无铅焊料的研究工作发展很迅速。世界各大著名集团公司和研究机构都投人了相当的力量开展无铅焊料的研发。替代Sn/Pb合金的无铅焊锡合金材料有多种。目前已经得到应用的主要有Sn-Ag系列、Sn-Zn系列、Sn-Bi系列焊料三大类。国内外专家一致认为,最有可能替代锡铅合金焊料的无毒合金是锡( Sn)基合金。无铅焊料主要以锡为主,添加Ag、Zn、Cn、Sd、Bi、In 等几种金属元素,通过焊料合金化来改善合金性能,提高可焊性。由于Sn-ln系合金蠕变性差,In 极易氧化,且成本太高,Sn—Sb系合金润湿性差、Sb还稍带毒性,这两种合金体系的开发和应用较少。实际上二元系合金要做成为能满足各种特性的基本材料是不完善的。目前最常见的无铅焊料,主要是以Sn-Ag、Sn-Zn、Sn-Bi为基体,在其中添加适量的其他金属元素所组成的三元合金和多元合金。 2 无铅焊接技术引发的新课题 目前, 无铅焊技术主要应用在电子元件组装领域,其存在的形态为焊条、焊丝、焊膏。其应用范围主要在各种电子、电器产品,印制电路板(PCB)的组装。影响无铅焊接技术的应用的因素很多。要使无铅焊接技术得到广泛应用,还必须从电子组装焊接这个系统工程的角度来解析和研究。 2.1 元器件目前开发已用于电子产品组装的无铅焊料,熔点一般要比有铅焊料高,所以要求元器件耐高温,而且无铅化,即元器件内部连接和引出端(线)也要采
电子工艺实验报告
电子工艺实验报告 一、实验目得: (1)熟悉手工焊锡得常用工具得使用及其维护与修理、 (2)基本掌握手工电烙铁得焊接技术,能够独立得完成简单电子产品得安装与焊接。熟悉电子产品得安装工艺得生产流程,印制电路板设计得步骤与方法,手工制作印制电板得工艺流程,能够根据电路原理图,元器件实物。 (3)了解常用电子器件得类别、型号、规格、性能及其使用范围,能查阅有关得电子器件图书。 (4)能够选用常用得电子器件。了解电子产品得焊接、调试与维修方法、了解一般电子产品得生产调试过程,初步学习调试电子产品得方法。 抢答器焊接部分 二、实验步骤: (1)学习识别简单得电子元件与电子电路。 (2)学习并掌握抢答器得工作原理。 (3)学习焊接各种电子元器件得操作方法、 (4)按照图纸焊接元件。
实验原理图 焊接技巧及烙铁使用 (一)焊接机巧 1。焊前处理:
焊接前,应对元件引脚或电路板得焊接部位进行焊前处理、 ①、清除焊接部位得氧化层 可用断锯条制成小刀。刮去金属引线表面得氧化层,使引脚露出金属光泽。印刷电路板可用细纱纸将铜箔打光后,涂上一层松香酒精溶液、 ②、元件镀锡 在刮净得引线上镀锡。可将引线蘸一下松香酒精溶液后,将带锡得热烙铁头压在引线上,并转动引线。即可使引线均匀地镀上一层很薄得锡层。导线焊接前,应将绝缘外皮剥去,再经过上面两项处理,才能正式焊接。若就是多股金属丝得导线,打光后应先拧在一起,然后再镀锡。
2。做好焊前处理之后,就可正式进行焊接、 ①、右手持电烙铁、左手用尖嘴钳或镊子夹持元件或导线、焊接前,电烙铁要充分预热。烙铁头刃面上要吃锡,即带上一定量焊锡。 ②、将烙铁头刃面紧贴在焊点处。电烙铁与水平面大约成60℃角。以便于熔化得锡从烙铁头上流到焊点上。烙铁头在焊点处停留得时间控制在2～３秒钟、 ③、抬开烙铁头。左手仍持元件不动。待焊点处得锡冷却凝固后,才可松开左手。 ④、用镊子转动引线,确认不松动,然后可用偏口钳剪去多余得引线、 3.焊接质量 焊接时,要保证每个焊点焊接牢固、接触良好。要保证焊接质量。 所示应就是锡点光亮,圆滑而无毛刺,锡量适中。锡与被焊物融合牢固。不应有虚焊与假焊。 虚焊就是焊点处只有少量锡焊住,造成接触不良,时通时断。假焊就是指表面上好像焊住了,但实际上并没有焊上,有时用手一拔,引线就可以从焊点中拔出。 焊接电路板时,一定要控制好时间、太长,电路板将被烧焦,或造成铜箔脱落。从电路板上拆卸元件时,可将电烙铁头贴在焊点上,待焊点上得锡熔化后,将元件拔出。 经验:焊接后得检查焊接结束后必须检查有无漏焊、虚焊以及由于焊锡流淌造成得元件短路。虚焊较难发现,可用镊子夹住元件引脚轻轻拉动,如发现摇动应立即补焊。