焊锡及无铅焊锡技术
浅析无铅焊接工艺技术
浅析无铅焊接工艺技术无铅焊接工艺技术是一种使用无铅焊料进行电子元器件焊接的工艺技术。
传统的焊接工艺中使用的是含铅焊料，但是随着环境保护意识的增强，对于铅的使用开始受到限制。
无铅焊接工艺技术因其对环境友好、对人体健康无害的特性而得到广泛应用。
无铅焊接工艺技术的核心是无铅焊料的选择和适应性。
无铅焊料的常见成分包括锡、银、铜、锌等，这些元素的比例和配合关系决定了焊接的成效和焊点的可靠性。
针对不同的焊接要求和材料特性，需要选择合适的无铅焊料配方。
在无铅焊接工艺中还需要考虑到焊料的熔点、流动性、润湿性等性能指标，以确保焊接质量。
与传统的含铅焊接相比，无铅焊接工艺技术具有以下优势：无铅焊料的熔点较低，可以降低焊接温度，减少对电子元器件的热冲击，提高焊接质量；无铅焊料对焊接材料的腐蚀性较小，可以减少焊接剥离和氧化等缺陷的产生；无铅焊接工艺可以降低环境污染，避免铅元素对水源、土壤的污染，对工人的健康也没有危害。
无铅焊接工艺技术也存在一些问题和挑战。
无铅焊料成本较高，增加了焊接成本；由于无铅焊料的流动性较差，容易在焊接过程中产生共晶现象，导致焊点出现缺陷；无铅焊料对焊接设备和工艺要求较高，需要更新设备和培养专业人才。
为了解决这些问题，需要不断进行研究和改良，提高无铅焊接工艺技术的可靠性和适用性。
在无铅焊接工艺技术研发中，需要注重优化配方、改善热特性、提高流动性和润湿性，同时还需要发展新的焊接设备和工艺，提高自动化程度和焊接质量监测手段。
无铅焊接工艺技术是一种环境友好、健康安全的焊接方法。
尽管存在一些问题和挑战，但通过不断的研究和改良，相信无铅焊接工艺技术会得到更广泛的应用。
浅析无铅焊接工艺技术
浅析无铅焊接工艺技术
无铅焊接工艺技术是当前电子行业追求环保的重要举措之一，它是用无铅焊料代替传统的含铅焊料来进行电子组件的连接。
无铅焊接技术的使用有以下几个优点：
1. 健康环保：含铅焊料可能会对健康和环境造成污染，但是无铅焊料的使用就减少了铅对环境的污染和对人体的伤害。
2. 耐热性：无铅焊料的耐热性能更高，能够满足现代电子元件的高温需求。
3. 焊点强度：无铅焊料的焊点强度更好，能够满足现代电子设备各种复杂形状的连接要求。
无铅焊接工艺技术具体包括以下几个方面：
1. 焊接温度的控制
无铅焊料的熔点比含铅焊料高，因此在使用无铅焊料时需要将焊接温度控制在适当的范围内，以确保焊点的质量。
3. 焊接设备和材料的选用
应选用高质量的焊接设备和材料，以确保无铅焊接的质量。
4. 操作技巧的掌握
无铅焊接工艺技术需要具备一定的技巧，包括正确选择焊接设备和材料、掌握焊接时温度和时间的控制等。
综上所述，无铅焊接工艺技术的应用可以大大减少环境污染和对人体的危害，同时也可以提高焊接强度和耐热性能，是电子行业环保发展的重要步骤。
无铅焊锡使用技巧视频
无铅焊锡使用技巧视频无铅焊锡使用技巧视频大家好，今天我要和大家分享一些无铅焊锡的使用技巧。
无铅焊锡是一种环保型的焊接材料，它可以代替传统的含铅焊锡，对人体和环境的危害更小。
下面是一些无铅焊锡的使用技巧。
第一点，选择合适的无铅焊锡。
市场上有很多种类的无铅焊锡，我们应该根据具体的焊接任务来选择合适的焊锡。
一般来说，焊接电子产品时，选择直径为0.8mm的无铅焊锡比较合适。
第二点，准备好工具。
焊接时，我们需要准备一把好的锡焊枪，一盘焊锡丝，一个焊锡台等工具。
确保这些工具都是干净的，并且焊锡丝的放置位置顺手可取。
第三点，准备焊接对象。
在焊接之前，我们需要将焊接对象的表面清洁干净。
可以使用酒精或者特制的清洗剂来清洁焊接对象。
第四点，预热焊锡台和焊锡头。
在焊接之前，我们需要先将焊锡台和焊锡头预热一段时间，这样可以保证焊接过程中的稳定性。
第五点，正确的焊接姿势。
在焊接过程中，我们需要保持正确的焊接姿势。
将焊锡丝放在焊锡头上方，然后用锡焊枪加热焊锡丝，焊锡丝会熔化成液态的焊锡。
第六点，给焊接对象加热。
接下来，我们需要将焊锡头和焊锡丝接触到焊接对象上，使得焊接对象加热。
第七点，坚持稳定并等待。
在焊接对象加热的同时，我们需要保持稳定并等待一段时间，直到焊锡充分润湿焊接对象。
第八点，停止焊接并清理焊锡。
当焊接完成之后，我们需要停止加热并将焊锡从焊锡头上清理干净。
第九点，清理焊接对象。
最后，我们需要使用清洁剂将焊接对象清洁干净，以确保焊接的质量和效果。
以上就是无铅焊锡的使用技巧。
希望这些技巧能够帮助到大家。
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感谢大家的观看，我们下次再见！。
浅析无铅焊接工艺技术
浅析无铅焊接工艺技术
无铅焊接工艺技术是一种环保型的焊接技术，相比传统的铅焊接技术，无铅焊接技术具有更低的环境风险和更高的可靠性。
无铅焊接工艺技术主要涉及材料选择、焊接参数优化和焊接质量控制等方面。
首先是材料选择。
在无铅焊接中，需要选择合适的无铅焊料。
常用的无铅焊料主要有无铅锡-铜焊料（SAC），其中锡主要起到占位元素的作用，铜主要起到增强弹性和降低熔点的作用。
针对不同的焊接应用，还可以选择无铅焊料的不同配方，以满足特定的工艺要求。
其次是焊接参数优化。
无铅焊接过程中，需要合理选择焊接参数，包括焊接温度、施焊速度、施加力度等。
焊接温度对焊接效果和焊接接头的可靠性有着重要的影响，一般要控制在适当的温度范围内，既不过热也不过冷。
施焊速度和施加力度也要根据具体工艺要求进行优化选择，以确保焊接接头的结构紧密，焊接质量良好。
最后是焊接质量控制。
无铅焊接工艺要求焊接接头具有高的可靠性和一致性。
为了确保焊接质量，需要对焊接过程进行严格的控制和监测。
常用的质量控制方法包括焊接过程监测、焊后检测和可靠性评估等。
焊接过程监测可以通过实时监测焊接参数和焊接接头的质量指标来掌握焊接过程的稳定性。
焊后检测可以通过金相检测、断裂测试等方法对焊接接头进行质量验证。
可靠性评估可以通过加速老化试验、可靠性预测等手段评估焊接接头的使用寿命和可靠性。
无铅焊锡制程简介
汽车产业
汽车产业也是无铅焊锡的重要应用领域之一，主要涉及汽 车零部件的制造和组装，如发动机控制模块、传感器、执 行器等。无铅焊锡在汽车产业中的应用有助于提高汽车的 安全性和可靠性。
汽车产业对无铅焊锡的要求较高，需要具备优良的耐热性 、耐腐蚀性和机械性能，以确保在复杂和严苛的汽车环境 中能够保持稳定的连接性能。
五金制造
五金制造是无铅焊锡应用的另一个重 要领域，涉及建筑、家具、工具等多 个行业。无铅焊锡在五金制造中主要 用于连接金属部件，如门窗、家具的 组装和固定等。
五金制造对无铅焊锡的要求相对较低， 但也需要具备良好的焊接性能和耐腐 蚀性，以确保连接的稳定性和长期使 用。
感谢您的观看
THANKS
着重要影响。
表面处理
表面处理是对焊锡片进行清洁、涂层 、镀层等处理，以提高其焊接性能和 防氧化性能的过程。
表面处理是无铅焊锡制程中的最后一 道工序，其质量直接关系到焊锡片在 实际应用中的焊接效果。
03 无铅焊锡的应用领域
电子产业
电子产业是应用无铅焊锡的主要领域之一，包括消费电子产 品、通讯设备、计算机硬件和各种电子元器件等。无铅焊锡 在电子产业中广泛应用于电路板焊接、连接器制造和表面贴 装技术等领域。
无铅焊锡制程简介
目录
CONTENTS
• 无铅焊锡的定义与特性 • 无铅焊锡制程 • 无铅焊锡的应用领域 • 无铅焊锡的市场趋势与挑战 • 无铅焊锡的未来展望
01 无铅焊锡的定义与特性
无铅焊锡的定义
01
无铅焊锡是指不含有铅等有毒物 质的焊锡合金，主要用于电子组 装和焊接工艺中。
焊锡丝技术说明
低温焊锡其实就是含铅焊锡，高温焊锡则是无铅焊锡。
低温焊锡是63/37的比例，63%是锡，37%是铅。
之所以用铅，就是要降低锡的熔点。
因为早期的电子元器件 纯锡的熔点很高，但如果加了1%左右的银，熔点就会降下来，当然还是比63/37的锡高几十度。
63/37的锡还一个好处就是便宜，如果63/37的锡35元，纯锡就60元，加银后就65元（只是个大概）。
加了银 所以高温低温，本身只是一个环保的因素。
但由于无铅焊锡的低电阻率，所以用在音响上效果会更好（感觉。
因为早期的电子元器件对高温很敏感。
以上比例的焊锡不知道用了多少年了，直到人们对铅中毒的了解越来越多。
现在很多锡高几十度。
（只是个大概）。
加了银的焊锡一个好处就是电阻率低，很简单因为银的导电是最好的。
音响上效果会更好（感觉的效果）
了解越来越多。
现在很多欧洲国家已经禁止使用含铅焊锡了。
无铅焊锡与有铅焊锡工艺特点
无铅焊锡与有铅焊锡工艺特点
无铅焊锡与传统有铅焊锡的区别主要是无铅焊锡内不含铅。
常用的无铅焊锡成份：
1）Sn-Ag (锡+银, 96-98%锡)
2）Sn-Cu (锡+铜, 96%锡)
3）Sn-Ag-Cu (锡+银+铜, 93-96%锡)
4）Sn-Ag-Bi (锡+银+铋, 90.5-94%锡)
5）Sn-Ag-Bi-Cu (锡+银+铋+铜, 90-94%锡)
由于无铅焊锡与传统焊锡成分不同，使得无铅焊锡的溶点比传统焊锡高。
常用的传统焊锡分为(63%锡+37%铅)和(60%锡+40%铅)两种，其中63/37有铅焊锡溶点为183℃，凝固点同样为183℃，此焊锡从液态冷却到固态(或相反)的温度点相同，不会出现胶态。
而60/40有铅焊锡溶点为191℃，凝固点为183℃，此焊锡从液态冷却到固态(或相反)有8℃的温度范围，在此范围形成胶态。
无铅焊锡溶点范围从217℃到226℃。
因此无铅焊锡需要比原来更高的焊接温度，焊接温度提高使得对焊接工具和
设备以及被焊接器件提出了较高的温度要求。
无铅焊接技术
无铅焊接技术第一篇：无铅焊接技术无铅焊接技术无铅焊接技术无铅化已成为电子制造锡焊技术不可逆转的潮流。
一、铅的危害铅会对人体的中枢神经造成危害，1㎡的铅产品，只有0.05mg对人体有影响，如果人吃进铅，有10%不能排出，如果是从空气吸入人体，有30%不能排出，欧洲工业组织（WEEE）要求2006年7月1日全球电子产品实行无铅（即推出ROHS标准之一）无铅的规定要求产品的每一部份不论大小都不能超过0.1%含量的铅。
二、无铅焊料1、满足条件：①从电子焊接工艺出发，为了不破坏元器件的基本持性，所用铅焊料的熔点为183℃，否则将超过电子元器件的耐热温度（240℃）②其次从可焊性的观点出发，必须与电子元件及PCB板的镀层有良好的润湿性。
③具耐热疲劳性能。
2、分类：SN—Ag系列SN—Ag-Cu系列SN—AB系列三、有铅焊接与无铅焊接的工艺区别：1、无铅工艺“吃铜现像”会更历害。
由于铅焊料：SN含量增大，所以加剧了焊料与镀层（铜、镍、锌）等的反应（扩散现像）。
温度越高，反应越激烈。
2、无铅焊接，更容易出现以下二种不良现像。
①裂缝：冷却过快等原因造成的。
②哑光：冷却过慢等原因造成的。
3、无铅焊料表面张力比有铅要大4、无铅工艺要求PCB板可焊性要比有铅工艺要好，单面板与通孔板的共同问题是可焊性低，熔点高，润湿性差，表面张力大，焊接时容易发生桥接、拉尖。
5、无铅焊接更容易在产生锡珠现像。
控制此现象采用一些措施：①采用活性大的助焊剂②PCB板要求绿油对锡珠反应不敏感③提升预加热温度，加长预加热时间④设置适当炉温四、手焊无铅工艺用普通烙铁焊接的话，由于烙铁头“吃铜现象”严重，易腐蚀，笔者强烈建议使用无铅电焊台工作，或最起码应使用长寿命无铅烙铁头，由于温度越高“吃铜现象”越严重，所使用电焊台亦不可一味地提高温度。
更多详细分析及资料请查阅：电烙铁焊接技术手工浸焊工艺波峰焊操作工艺回流焊操作工艺SMT操作工艺第二篇：无铅技术系列文章七：无铅焊接的质量和可靠性无铅技术系列文章七：无铅焊接的质量和可靠性薛竞成撰写前言：传统的铅使用在焊料中带来很多的好处，良好的可靠性就是其中重要的一项。
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焊锡焊接 -还原气氛 (4-10%H2 in N2 or Ar) -甲酸蒸汽 (1.5-7% HCOOH in N2) -真空 (10-2-10-5 torr)
玻璃光器件 对中层
液晶
集成晶片
Au/Sn 焊锡
Si底板
线联接
空间光调制器
CONFIDENTIAL SPM
翻转晶片联接是一个演化的方向
SPM
未来的集成晶片之总成
激光缩放： 利用激光以气相沉积互联的金属 光电子总成： -光导纤维 -集成平面波导 -全息光子投射
CONFIDENTIAL
SPM
光电子器件的总成
对中精度约为2-5µm 焊锡 (薄膜或翻转晶片) -3-3.2µm 75Au-25Sn -1-3µm In -2µm Sn -80Au-20Sn -88Au-12Ge-97Au-3Si 10Au-90Sn -95Pb-5Sn -52In-48Sn -60Sn-40Pb
CONFIDENTIAL
SPM
总成互联之尺度
间距
3mm 0.5mm 25µm 1µm 0.1µm
>50%信号延迟或速度损失
电路板总成 晶片总成
晶片本身总成 未来的纳米微电子
CONFIDENTIAL
SPM
集成晶片之总成
组装部件种类:
DIP, PGA, SOIC, SOJ, PLCC, LCCC, QFP, BGA, …
100
0
10
20 时间 (分.)
30
40
CONFIDENTIAL
SPM
在半固体焊锡拉力试验中的粘着特性
焊锡
熔点
(oC)
接点分离
温度 (oC) 时间 (Hr) >18
接点分离
温度. (oC) 200 >330 时间 (Hr) 0 0
63Sn37Pb 半固体 焊锡
183 227450
260
CONFIDENTIAL SPM
类型 CBGA CCGA PBGA TBGA µBGA
CONFIDENTIAL
SPM
微电子总成中的焊锡之三大性能
温度 可浸润性(Wettability) 热疲劳寿命
CONFIDENTIAL
SPM
焊锡在微电子总成中的应用
熔点(oC)
400 350 300 250 200 150 100
97Au-3Si 88Au-12Ge 95Pb-5Sn 80Au-20Sn 晶片总成 95.5Pb-2Sn-2.5Ag 88Pb-10Sn-2Ag 电路板总成
在印刷电路板(PCB)上的 焊锡球格阵列集成晶片(BGA)
CONFIDENTIAL
SPM
Pentium 焊锡球格阵列(BGA)
CONFIDENTIAL
SPM
球格阵列集成晶片所用焊锡球最先进的总成技术
球和金 90Pb/10Sn 90Pb/10Sn 63Sn/37Pb 90Pb/10Sn Au镀的 Ni 球直径 (mm) 0.89 0.50 (1.8H) 0.76 0.64 0.09 求间距 (mm) 1.25 1.25 1.25 1-1.5 0.3-1.5 电路板上的 焊锡 63Sn/37Pb 63Sn/37Pb 63Sn/37Pb 63Sn/37Pb 63Sn/37Pb
SPM
SPM对无铅集成晶片之总成的对策
半固体焊锡，其拥有较宽的熔化温度区达 220-450oC。
CONFIDENTIAL
SPM
新颖的概念：半固体总成
无铅焊锡的电路板总成温度预期为
235-250oC。
在电路板无铅焊锡焊接的总成中，用于晶片焊接的无铅
焊锡将处于半熔化状态。
然而，晶片中处于半熔化状态的无铅焊锡因含有30-
熔点
(oC) 308-312 275-302 267-299 299-304 287-296 309 300-310 183 183-190 179 184-210
10-5 10-6 10-7 0.4 疲劳应变可达 20%
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
正化温度 (T/Tm)
CONFIDENTIAL
SPM
焊锡总成的印刷电路板 (PCB) 焊锡总成的
CONFIDENTIAL
SPM
典型的印刷电路板 (PCB)上的焊锡接点 典型的
CONFIDENTIAL
SPM
CONFIDENTIAL
SPM
用于软焊锡熔化配置(SSD)的高纯度焊锡
SPM供应高纯度的用于软焊锡熔化配置(SSD)的 焊锡如95Pb-2Sn-2.5Ag，其氧化物和夹杂的含量 极微, 可有效地延长熔化焊锡分发配置的时间达八 小时。
CONFIDENTIAL
SPM
焊锡联接的Pentium 翻转集成晶片（Flip-Chip）
CONFIDENTIAL
SPM
Intel集成晶片尺度的 带型自动联接（TAB）总成
CONFIDENTIAL
SPM
AT&T 多重集成晶片模板(MCM)-
系统总成-一个演进方向
Courtesy of AT&T
CONFIDENTIAL
SPM
最新进展
多重晶片垂直重叠，其既可以线联接或翻转 晶片联接或两种技术的混合联接。目前的重 叠水平可达三到五层。
CONFIDENTIAL
SPM
在约 235-250oC的印刷电路板 (PCB)之总成
晶片 半固体焊锡 陶瓷底板 低熔点焊锡 印刷电路板
炉子加热
CONFIDENTIAL
SPM
该概念的实验证据
温度
oC
载荷 200 µm
铜镀的氧化铝
半固体焊锡接点 300 200 100 0 电加热平板炉
4
8
12
16
20
CONFIDENTIAL
SPM
典型的焊锡焊接熔化温度图
温度 (oC) 200 100
5-10 秒 预热温度 120-150oC 峰值温度 210-220oC 63Sn/37Pb
0
1
3 2 时间 (分)
4
CONFIDENTIAL
SPM
典型的焊锡接点的服役失效模型
温度循环 (Hz) 10-3
10-4
SPM
微电子总成之概念
晶片本身总成 集成晶片 分立原件
晶片总成
多重晶片模板 (MCM)
组装器件
电路板总成
电子屋架(Housing)
印刷电路板(PCB)
系统总成
系统
CONFIDENTIAL
SPM
高频，高速及高功率
现行的对策： -缩小特征和互联尺寸 未来的SiC和金刚石半导体 -更宽的能带间隙(3-5倍) -更高的击穿电压(3-33倍) -更高的饱和速度(2-3倍)
唯有的三大总成原理：
技术 晶片粘贴 晶片联接
1. 2.
线联接 (85-90%) 环氧树脂 焊锡 金线 (90%) 铝线 铜线
翻转晶片 (FC) 不适用
1. 2.
带型自动联接 (TAB) 胶包
1. 2.
1. 2. 3.
焊锡焊接 热压或热和 超声波联接
热压或热和 超声波联接 焊锡焊接
CONFIDENTIAL
超越的电服役性能
线联接 电阻 (mOhm) 电感 (nH) 电容 (pF) 30 0.65 0.006 QFP 1 1 1
TAB 带型自动联接
翻转晶片(FC) 2 < 0.05 .001
翻转晶片(FC)
20 2.1 .04 线联接 0.3 0.24 0.48
最高的密度
面积比 重量比 厚度比
0.4 0.06 0.32
Courtesy of ASME Handbook
- 在约425oC，硅晶片与底板的镀金直接反应生成，亦可采用 预先成型的硅金共晶薄片； - 氮气(N2)气氛保护。
CONFIDENTIAL
SPM
集成晶片之常规焊锡粘贴
应用: 焊锡： 工艺： 功率晶片，各种产热晶片。 95Pb/5Sn, 88Pb/10Sn/2Ag, 80Au-20Sn, 88Au-12Ge, 等。 - 焊锡薄片熔化 - 软焊锡熔化配置(SSD) - 真空或氮气保护或焊剂
0.1 0.05 0.25
CONFIDENTIAL
SPM
集成晶片之焊锡粘贴
CONFIDENTIAL
SPM
集成晶片之金硅共晶焊锡粘贴
应用: -密封的军用组装器件 -早期的塑料组装器件 Au-Si
共晶形成：
oC oC.
- Au: 1064 - Si : 1414
- 共晶: Au-3wt.% Si at 363oC Au-Si共晶焊锡粘贴工艺：
Sn
最佳
3% Bi 8% In
超越的服役性能
CONFIDENTIAL
SPM
在印刷电路板(PCB)总成中的 最广泛定向的无铅焊锡
熔点 (oC) 217 227 138
焊锡 94.7Sn-3.3Ag-2Cu 99.3Sn-0.7Cu 58Bi-42Sn
应用 表面联接焊接 波形焊锡焊接 低成本的微电子
CONFIDENTIAL
在过去的十年里，世界范围内已颁布多 达七十余部关于无铅焊锡的专利。 现在 人们已从科学上知道自然界终极所能提 供的。
CONFIDENTIAL
SPM
无铅焊锡系统
M. T.(oC) 300 275 250 225 200 175 150 0.5-2% Cu 3-5% Ag
此温区仍未发现 可广泛采纳的无铅焊锡
24
时间 (分)
CONFIDENTIAL
SPM
压力试验的结果