浅析无铅焊接工艺技术
无铅制程教程三篇
无铅制程教程三篇一、无铅制程的概述无铅制程是一种替代传统有铅制程的电子焊接方法，旨在减少对环境和人体的有害影响。
它是近年来电子行业的一个重要技术发展方向。
本篇文章将从制程原理、材料选择和焊接工艺等方面介绍无铅制程的基本概念和应用。
1. 制程原理无铅制程的核心概念是使用无铅焊料替代传统的铅锡合金焊料。
无铅焊料由多种金属元素组成，如银、铜、锡和锌等。
相比之下，传统的铅锡合金焊料含有大量的铅，对环境和人体健康造成潜在的危害。
2. 材料选择在采用无铅制程时，必须选择适合的材料来替代铅锡焊料。
常用的无铅焊料有银基焊料、铜基焊料和锡基焊料等。
根据具体焊接需求和技术要求，选用合适的材料以确保焊接质量和可靠性。
3. 焊接工艺无铅制程的焊接工艺与传统的有铅制程有一定的区别。
在无铅制程中，焊接温度和焊接时间等参数需要进行优化和控制。
此外，焊接设备的选择和调整也是确保无铅焊接质量的重要因素。
二、无铅焊接工艺的优势无铅制程相对于有铅制程具有多种优势，本篇文章将从环境友好、提高可靠性和法规要求等方面介绍无铅焊接工艺的优势。
1. 环境友好无铅焊料避免了铅对环境的污染，有助于保护生态环境和人类健康。
在电子行业中广泛应用无铅制程，对于减少环境污染具有积极的影响。
2. 提高可靠性相较于传统的铅锡焊料，无铅焊料通常具有更高的熔点和较差的润湿性。
这使得焊点在高温环境下更加稳定，提高了焊接连接的可靠性和耐久性。
3. 法规要求许多国家和地区的法规要求电子产品必须采用无铅制程。
逐渐普及和应用无铅焊接工艺可以确保企业符合相关法规，并顺利进入国际市场。
三、无铅焊接的实施方法无铅焊接具有一定的技术难度，但随着技术的不断发展和成熟，相关实施方法也日趋完善。
本篇文章将从设备调整、工艺控制和质量检验等方面介绍无铅焊接的实施方法。
1. 设备调整由于无铅焊接与有铅焊接存在一定的差异，设备的调整至关重要。
焊接设备的温度控制和焊接参数的设定需要进行调整，以适应无铅焊接的要求。
无铅焊接技术的探索研究与教学实践
O U TION职业一、电子制造业实施无铅焊接技术的紧迫性1.铅污染的危害铅是一种多亲和性、对人体有毒的物质,主要损害人的神经系统、造血系统、血铅和消化系统,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(S n/Pb)是污染人类生存环境的重要根源之一。
2006年7月1日欧盟全面实施R O HS 指令,即《禁止在电子电气产品中使用某些有毒有害物质的法规》,我国也在2007年3月1日实施“电子信息产品污染控制管理办法”,电子制造无铅化已成为不可逆转的潮流。
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,是电子制造业2007年势在必行的举措。
2.电子制造业推行无铅技术的几个途径R OHS 指令中无铅的规定要求产品的每一部分不论大小都不能超过0.1%含量的铅,这就要求制造的全过程实施无铅化,具体包含以下几项:(1)焊料的无铅化。
焊料的无铅化是电子制造无铅化的关键之一。
目前世界上无铅焊料主要有:锡银系(S n/Ag);锡铋系(Sn/Bi);锡铜系(Sn/Cu);锡锌系(S n/Zn);锡锑系(S n/S b)。
它们与有铅焊料的特性比较见表1。
(2)元器件及PC B 无铅化与电子整机制造无铅化同步。
电子整机制造中不仅要对插装(THT )和表面安装(S MT )后的印刷电路板做无铅焊接,而且要求电子元器件和印刷电路板做无铅化处理。
国际上一些大的电子元器件厂商开始生产无铅电子元器件。
我国的电子元器件厂家和印制电路板厂家也应适应世界无铅化潮流,做到电子元器件/印刷电路板无铅化。
(3)焊接设备的无铅化。
焊接设备主要有波峰焊机和再流焊机。
要求在电子制造中采用无铅焊接设备,取代现有的有铅焊接设备。
二、无铅焊接技术的教学实践我校于2004年开设电子制造技术专业,主要为中小电子企业培养从事物料采购、物料管理、品质管理、产品工艺开发、生产制造和测试等中间领域的技术骨干力量,为适应形势的发展,我校于2005年组建无铅波峰焊生产线一条和S MT 生产线一条,主要配有电脑控制无铅双波峰焊锡机L F300一台,送板机一台,收板机一台,切板机一台,松香喷雾器G-20一台,全自动激光型贴片机G-L30一台,全热风计算机控制无铅回流焊锡机L F808一台,锡膏搅拌机G-188一台。
无铅焊接技术
毕业设计（论文）中文摘要毕业设计（论文）外文摘要目录1 引言2 无铅焊接技术的简介及趋势2.1 无铅焊接技术的简介2.2 无铅焊接的发展趋势3 无铅焊料3.1 物理性能3.2 机械性能3.3 润湿性能3.4 可靠性4 无铅焊接的特点及工艺4.1 无铅焊接技术的工艺特点4.2 工艺窗口4.3 鉴于无铅焊料的特性决定了新的无铅焊接工艺4.4 焊接中的工艺应用5 设备的结构及控制要求5.1 回流焊设备5.2 预热方式5.3 锡炉喷口5.4 腐蚀性5.5 氧化5.6 焊后急冷却5.7 助焊剂5.8 控制6 无铅焊接技术中常见质量缺陷分析与解决方法6.1 焊缝成型差6.2 表面气孔6.3 表面夹渣6.4 表面裂纹6.5 虚焊结论致谢参考文献1 绪言在电子产品的生产过程中，无铅化生产已经越来越多地被采用。
熟练掌握无铅焊接技术，对于电子产品质量的提升有着重要的意义。
本文对无铅焊接在生产过程中遇到的一系列问题展开深入研究，讨论无铅焊接对于生产过程中各个环节的要求以及影响，分析问题产生的原因，最后根据所做的工作选择合理的解决方案，以期在无铅焊接技术方面有所成就2 无铅焊接技术的简介及发展趋势2.1 无铅焊接技术的简介铅的特性及对人体的危害：铅（lead Pb），灰白色金属，熔点为327.5℃，加热至400～500℃时即有大量铅蒸气逸出，并在空气中迅速氧化成氧化亚铅而凝集为烟尘并四处逸散。
在工业中与铅接触的行业主要有铅矿开采，铅烧绳索和精练、蓄电池制造、电子产品的焊接和电子元件的喷铅作业等等。
在以上接触中铅及其化合物主要通过呼吸产和消化道入侵人体造成铅中毒，对人体健康构成危害。
美国环保署研究发现，铅及其化合物是17种严重危害人类寿命和自然环境的化学物质之一。
通常的职业性铅中毒都是慢性中毒，其对人体的神经系统、消化系统和血液系统都将造成干扰和伤害，其临订症状表现为头昏头痛、乏力、记忆力下降、恶心、烦躁、食欲不振、腹部胀痛、贫血、精神障碍等。
锡焊机理与SMT无铅焊接技术
表面张力在焊接中的作用
再流焊—分—子当运焊动膏达到熔融温度时，在平衡的表面张 力的作用下，会产生自定位效应（self alignment）。表 面张力使再流焊工艺对贴装精度要求比较宽松，比较容易 实现高度自动化与高速度。同时也正因为“再流动”及 “自定位效应”的特点，再流焊工艺对焊盘设计、元器件 标准化有更严格的要求。如果表面张力不平衡，焊接后会 出现元件位置偏移、吊桥、桥接、等焊接缺陷。
液体能够润湿金属板
液体不能润湿金属板
在熔融焊料中也存在毛细管现象
毛细管现象在焊接中的作用
• 在软钎焊过程中，要获得优质的钎焊接头，需要液 态钎料能够充分流入到两个焊件的缝隙中。
• 例如通孔元件在波峰焊、手工焊时，当间隙适当时， 毛细作用能够促进元件孔的“透锡”。
• 又例如再流焊时，毛细作用能够促进元件焊端底面 与PCB焊盘表面之间液态焊料的流动。
焊缝
内容
一. 概述 二. 锡焊机理 三. 焊点强度和连接可靠性分析 四. 关于无铅焊接机理 五. 锡基焊料特性
一. 概述 熔焊
熔焊 焊接种类 压焊
钎焊
压焊
钎焊
超声压焊 金丝球焊 激光焊
电子装配的核心——连接技术：焊接技术
焊接技术的重要性 ——焊点是元器件与印制电路 板电气连接和机械连接的连接点。焊点的结构和强 度就决定了电子产品的性能和可靠性。
• 液态焊料在粗糙的金属表面也存在毛细管现象，有 利于液态焊料沿着粗糙凹凸不平的金属表面铺展、 浸润，因此毛细管现象有利于焊接的 。
毛细作用—液体在毛细管中上升高度的表达式
2σ H = ——
ρgR
式中：
• H—毛细管中液柱的高度 • σ—液体（焊料）的表面张力 • ρ—液体（焊料）的密度 • g —重力加速度 • R —毛细管半径
无铅焊接在电子封装中的应用
无铅焊接在电子封装中的应用无铅焊接在电子封装中的应用无铅焊接是一种新型的电子封装技术，相比传统的铅焊接，它具有更多的优势和应用前景。
无铅焊接技术在电子封装中的应用已经逐渐成为主流，下面将介绍一些相关的应用情况。
首先，无铅焊接在电子封装中的应用非常广泛。
无铅焊接技术广泛应用于电子行业中的各种电子产品，如计算机、手机、电视等。
无铅焊接技术能够更好地保护环境和人体健康，降低了环境污染和对工人的健康危害，因此被越来越多的企业所采用。
其次，无铅焊接技术在电子封装中的应用能够提高产品的可靠性。
传统的铅焊接容易出现焊接点断裂、电气性能变差等问题，而无铅焊接技术能够有效解决这些问题，提高产品的可靠性和稳定性。
无铅焊接技术还能够减少焊接温度，降低焊接过程中对电子元器件的热损伤，从而提高产品的使用寿命。
此外，无铅焊接在电子封装中的应用还能够提高产品的性能。
无铅焊接技术能够减少焊接过程中的氧化反应，提高焊点的电气性能和导电性能。
无铅焊接技术还能够增加焊接剂的活性，提高焊接点的可靠性和稳定性。
因此，采用无铅焊接技术的产品在性能上更加优越。
最后，无铅焊接在电子封装中的应用还能够提高工作效率。
传统的铅焊接需要高温操作和较长的焊接时间，而无铅焊接技术可以在较低的温度下进行焊接，缩短了焊接时间，提高了工作效率。
无铅焊接技术还能够降低生产成本，提高生产效益。
综上所述，无铅焊接在电子封装中的应用具有广泛的前景和优势。
它不仅能够更好地保护环境和人体健康，提高产品的可靠性和性能，还能够提高工作效率和降低生产成本。
因此，无铅焊接技术将在电子封装领域中得到越来越广泛的应用和推广。
波峰焊无铅工艺
工艺参数设置
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温度参数设置
根据材料特性和工艺要求，合理设置波峰焊设备 的温度参数，包括预热温度、焊接温度和冷却温 度等。
时间参数设置
根据产品特性和工艺要求，合理设置波峰焊设备 的时间参数，包括预热时间、焊接时间和冷却时 间等。
焊接质量不稳定
无铅焊料的熔点较高，焊接过程中容易出现不润湿、球状突起等问 题，需要选择合适的焊料和焊接工艺来解决。
兼容性问题
无铅工艺需要与传统的含铅工艺进行兼容，以确保产品的可靠性和稳 定性，需要进行充分的测试和验证。
05 无铅工艺的发展趋势与展 望
无铅工艺的技术创新与改进
新型无铅焊料的研发
针对无铅工艺的需求，研发出性能更优、可靠性更高的新型无铅 焊料，以提高焊接质量和可靠性。
汽车零部件的无铅焊接
汽车行业对于产品的质量和可靠性要求极高，无铅工艺的应用有助于提高汽车 零部件的焊接质量和可靠性。
汽车环保要求
随着汽车行业对环保要求的提高，无铅工艺的应用成为汽车行业实现环保目标 的重要手段之一。
无铅工艺面临的挑战与解决方案
成本问题
无铅焊料的价格相对较高，增加了生产成本，需要通过优化工艺和 降低废品率等方式来降低成本。
成熟阶段
目前，无铅工艺已经广泛 应用于电子制造、汽车、 通讯等领域，成为主流的 焊接技术之一。
02 波峰焊无铅工艺流程
前期准备
了解产品特性
人员培训
在开始波峰焊无铅工艺之前，需要充 分了解产品的特性，包括材料、尺寸、 结构等，以便制定合适的工艺方案。
对操作人员进行波峰焊无铅工艺的培 训，提高其技能水平和安全意识。
浅谈无铅焊接工艺
浅谈无铅焊接工艺作者：雷明来源：《商情》2008年第06期[摘要] 要开发一条健全的、高合格品率的无铅焊接生产线，需要进行仔细地计划，并要为计划的实施作出努力以及严格的工艺监视以确保产品的质量和使工艺处于受控状态。
本文针对回流工艺技术来进行探讨，探讨了在无铅技术的更严格要求下，如何对工艺进行优化和监控。
[关健词]无铅焊接工艺工艺监控工艺设置一、我们面对的无铅焊接挑战铅是种特性十分适合焊接工艺的材料。
当我们将它除去后，到目前还无法找到一种能够完全取代它的金属或合金。
当我们在工艺、质量、资源和成本等方面找到比较满意的代用品时，我们在工艺和成本上都不得不做出让步。
而在工艺上较不理想的情况有以下几个方面。
1．较高的焊接温度。
大多数的无铅焊料合金的熔点都较传统锡铅焊料合金高。
业界有少部份溶点低的合金，但由于其中采用如铟之类的昂贵金属而成本高。
熔点高自然需要更高的温度来处理，这就需要较高的焊接温度。
2．较差的润湿性。
无铅合金也被发现具有较不良的润湿性能。
这不利于焊点的形成，并对锡膏印刷工艺有较高的要求。
由于润湿效果可以通过较高的温度来提高，这又加强了无铅对较高温度的需求。
熔化的金属，一般在其熔点温度上的润湿性是很差的，所以实际焊接中我们都需要在熔点温度上加上20度或以上的温度以确保能有足够的润湿。
3．较长的焊接时间。
由于温度提高了，为了避免器件或材料经受热冲击和确保足够的恒温以及预热，焊接的时间一般也需要增长。
以上这些不理想的地方带给用户什么呢？总的来说就是器件或材料的热损坏、焊点的外形和形成不良、以及因氧化造成的可焊性问题等工艺故障。
这些问题，在锡铅技术中都属于相对较好处理的。
所以到了无铅技术时，我们面对的焊接技术挑战更大。
二、工艺窗口简单来说，无铅的工艺挑战或工艺难处，在于其工艺窗口相对锡铅技术来说是缩小了。
例如器件的耐热性，在锡铅技术中一般为240℃，到了无铅技术，IPC和JEDEC标准中建议必须能够承受260℃的峰值温度。
无铅焊接特点及工艺控制及过渡阶段应注意问题
60~90 sec 30 sec
无铅焊膏 （Sn -Ag -Cu）
25~110 0C 100~200 sec 要求缓慢升温 110~150 0C 40~70 sec 150~217 0C 50~70 sec
20 sec 0.96~1.34℃/sec
235~245 0C 240 0C
• ② 无铅焊点外观粗糙。传统的检验标准与AOI需要升级。 • ③ 无铅焊点中气孔较多，尤其有铅焊端与无铅焊料混用时，
焊端（球）上的有铅焊料先熔，覆盖焊盘，助焊剂排不出 去，造成气孔。但气孔不影响机械强度。 • ④ 缺陷多——由于浸润性差，使自定位效应减弱。 • 浸润性差，要求助焊剂活性高。
无铅再流焊焊点
①用于波峰焊的焊料：Sn-Cu或 Sn-Cu-Ni，熔点227℃。少量 的Ni可增加流动性和延伸率，减少残渣量。
• 高可靠的产品可采用Sn/Ag/Cu焊料，但不推荐， 因为Ag 的成本高，同时也会腐蚀Sn锅。
• 对不锈钢腐蚀率：Sn3Ag0.5Cu> Sn0.7Cu> Sn0.7Cu0.05Ni • 对Cu 腐蚀率：Sn3Ag.5Cu> Sn37Pb> Sn0.7Cu0.05Ni
表面光滑、光亮
Lead Free Solder Paste Grainy Surface
表面粗糙
Wetting is Reduced with Lead Free
Standard Eutectic Solder Joint
Lead Free Solder Joint
Typical Good Wetting Visible Fillet
240-235= 5 0C 50~60 sec 10 sec
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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。