无铅电镀制程
无铅制程SMT常见问题处理方法
•虽然不是不良, 但易发生直立.
NG 在Pb Free 发生了很多, 很难确认
30.不良事例-炉温的影响 炉温的影向
℃
温度差 小 温度差 大
Pb Free 焊接短點
sec
• 未发生焊接
易发生直立
不容易发生直立(推进)
• 在Chip降底湿性 • 湿性不好, 未发生Solder • 直立和发生有关联
31.不良事例-镀金影向
目 录
1.不良事例– Side Ball 2.不良事例– 锡珠 3.不良事例–锡渣/短路 4.不良事例– 虚焊/空焊 5.不良事例– 直立 6.不良事例– 关于PCB设计的影响 7.不良事例– 炉温曲线的影响 8.不良事例– 镀金影响 9.不良事例– 元件脚的扶起 10.不良事例– PCB 污染/Short 11.不良事例– 短路 12.不良事例– 锡裂/资材影响 13.不良事例– 焊接影响 14.不良事例– 元件脚和 PAD/PCB设计 15.不良事例– 锡裂 16.不良事例– 歪 17.不良事例– 回流歪 18.不良事例– Self Alignment 19.不良事例– 虚焊
① Flux 移动
② Solder Melting ③ Solder 湿性 ④ Self Alignment
41.不良事例-Self Alignment
Self Alignment
2125Chip
Sn-Pb-2Ag
Pb-Free
他 Sn-Ag-Cu
½ Y축 安装
NG
30˚歪 安装
NG
42.不良事例-Void
• 凸出来的状态 - 极性镀金的Solder
※ 发生原因
① Solder量多(M/Mask 开口部Size, 状态) ② Land 距离窄 ③ Solder Paste的 Slump大 ④ Reflow 升温部分的急速加热 ⑤ 印刷时发生渗透 ⑥ Mount時的歪 ⑦ Mount 压力大 ⑧ 鍍金 不良
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。
无镍电镀工艺流程
无镍电镀操作流程及主要成份一、操作流程超声波清洗—预镀镍—镀铜—镀白铜锡—镀钯二、白铜锡工艺（无铅）1、主要成份氰化钾、氰化铜、锡盐、开缸课剂2、镀层成份铜55，锡45密度8。
5g/m3，85mg/dm2硬度500—600 vickers三、钯缸纯钯无铅白铜锡光剂通过SGS环保检测认证完全不含铅,符合殴盟ROHS标准。
无铅白铜锡光剂开缸量：0.1-0.3毫升/升，无铅白铜锡走位剂开缸量：0.5—1毫升/升，无铅白铜锡开缸剂开缸量：3-5毫升/升。
无铅白铜锡，其镀层银白雪亮，镀层成份55%铜，40%锡，5%锌，耐磨及防腐力好，硬度高（600HV0.05）脆性低，走位佳，沉积速度快，操作范围宽。
添加剂和镀层中绝不含铅等有毒金属，适合欧、美、日对有害金属管制下使用。
可作面色、镀金、银、钯、铑之前作底层电镀。
纯铜是玫瑰红色金属，表面形成氧化铜膜后呈紫色，故工业纯铜常称紫铜或电解铜。
密度为8-9g/cm3，熔点1083°C。
纯铜导电性很好，大量用于制造电线、电缆、电刷等；导热性好，常用来制造须防磁性干扰的磁学仪器、仪表，如罗盘、航空仪表等；塑性极好，易于热压和冷压力加工，可制成管、棒、线、条、带、板、箔等铜材。
纯铜产品有冶炼品及加工品两种铜具有高的正电位，铜不能置换氢，因此在空气、水溶液、非氧化性酸、有机酸和非氧化性有机化合物介质中均有良好的耐蚀性，特别是在流动的淡水和海水中具有优良的耐蚀性能。
铜易被氧化，在室温下铜的氧化能够缓慢的进行，生成氧化亚铜cu o，呈玫瑰红的颜色。
氧化亚铜呈极薄的一层，极其牢固地附着在铜的表面，不易剥离。
这层薄膜具有很强的保护作用，破坏后可以迅速再生。
这是铜及合金具有优良耐蚀性能的原因之一。
当温度高于250 c时，铜迅速被氧化,生成氧化铜cuo，呈黑色,它很容易使用酸洗办法除去。
1、绵球检测镍的问题2、镍检测的问题。
SMT无铅制程工艺要求及问题解决方案
一、锡膏丝印工艺要求1、解冻、搅拌首先从冷藏库中取出锡膏解冻至少4小时，然后进行搅拌，搅拌时间为机械2分钟，人手3分钟，搅拌是为了使存放于库中的锡膏产生物理分离或因使用回收造成金属含量偏高使之还原，目前无铅锡膏Sn/Ag3.0/Cu0.5代替合金，比重为7.3,Sn63/Pb37合金比重为8.5因此无铅锡膏搅拌分离时间可以比含铅锡膏短。
2、模板不锈钢激光开口,厚度80-150目(0.1-0.25mm)、铜及电铸Ni模析均可使用。
3、刮刀硬质橡胶(聚胺甲酸酯刮刀)及不锈钢金属刮刀。
4、刮刀速度\角度每秒2cm-12cm。
（视PCB元器件大小和密度确定）；角度:35-65℃。
5、刮刀压力（图一）1.0-2Kg/cm2 。
6、回流方式适用于压缩空气、红外线以及气相回流等各种回流设备。
7、工艺要求锡膏丝印工艺包括4个主要工序，分别为对位、充填、整平和释放。
要把整个工作做好，在基板上有一定的要求。
基板需够平，焊盘间尺寸准确和稳定，焊盘的设计应该配合丝印钢网，并有良好的基准点设计来协助自动定位对中，此外基板上的标签油印不能影响丝印部分，基板的设计必需方便丝印机的自动上下板，外型和厚度不能影响丝印时所需要的平整度等。
8、回流焊接工艺回流焊接工艺是目前最常用的焊接技术，回流焊接工艺的关键在于调较设置温度曲线。
温度曲线必需配合所采用的不同厂家的锡膏产品要求。
二、回流焊温度曲线本文推荐的无铅回流焊优化工艺曲线说明(如图二):推荐的工艺曲线上的四个重要点:1、预热区升温速度尽量慢一些(选择数值2-3℃/s)，以便控制由锡膏的塌边而造成的焊点桥接、焊球等。
2、活性区要求必须在(45-90sec、120-160℃)范围内，以便控制PCB基板的温差及焊剂性能变化等因数而发生回流焊时的不良。
3、焊接的最高温度在230℃以上保持20-30sec，以保证焊接的湿润性。
4、冷却速度选择在-4℃/s。
回流温度曲线如下：（图二）图二中红色曲线推荐对焊点亮度要求的客户回流曲线湿度变化说明：1、焊锡膏的焊剂在湿度升至100℃时开始熔化（开始进入活性时期），焊锡膏在活化区的主要作用是将被焊物表面的氧化层去掉，如果活性区的时间过长，焊剂会蒸发挥过快，也会造成焊点表面不光滑，有颗粒状。
无铅制程作业规范
5.3.2在物料存放区用白绿斑马胶带划一无铅区域﹐用“无铅制程专用”标示，以放置所有的无铅物料。
5.3.4SMT维修站设专门维修无铅产品区域﹐用“无铅制程专用”标示﹐无铅维修时所用材料不使用时要归还物料区。
5.3.5在生产无铅产品时于线头作标记(用红色“无铅制程”表示)﹐若生产有铅产品时将线头的标记取掉。
5.7.1所有报废品经工程、品保确认后交于客户确认无误后，统一交回客户处处理。报废品需在状态卡上标明不良情况并按无铅产品的要求放置。
5.7.2客退品由品保去客户处确认后，退回公司由工程部分析后处理。作业方式同工程部的作业。
5.8作业中关于印刷厚度、Profile、维修烙铁温度必须实行DOE并将得出的最佳参数设定于SOP内。
5.1.3检验状态标示﹕ACC（允收）在贴原有“OK”标签的基础上加贴无铅标签；REJ（拒收）在贴红色拒收标签的基础上贴绿色无铅标签并放置于原料仓的无铅不良品区。
5.2原料仓
5.2.1用白绿斑马胶带划一固定区域用来放置无铅材料﹐并标示“无铅材料”放置区﹐用红色斑马胶带划一固定区域用来放置无铅不良材料﹐并标示“无铅不良材料”放置区。
5.5工程部：
5.5.1在物料存放区用白绿斑马胶带划一无铅区域﹐用“无铅制程专用”标示，以放置所有的无铅材料、物料。
5.5.2存放的无铅原物料(包括锡棒﹑flux﹑锡丝﹑烙铁等)、工具都需贴无铅标记。
5.5.3作业及作业完成后所用的材料、物料及工具都必须与有铅的区分开。
5.5.4无铅测试不良品﹐待维修品及已修品均装在装箱后于外箱标示绿色半成品状态卡。
5.6出货
5.6.1在成品仓用白绿斑马胶带划一无铅产品出货区﹐放置无铅待出货产品
5.6.2OQC出货检验时需检查“无铅出货区”内的产品是否为无铅产品，如为无铅产品是否有贴无铅标签。
无铅SMT+DIP制程技术工程手册
制程技术与材料分析工程目录1.產品設計之可製造性(DFM)作業 (3)1.1. 何謂DFM.................................................................................... 错误！未定义书签。
1.2. DFM使用時機 ............................................................................ 错误！未定义书签。
1.3. DFM的作業流程（圖1）........................................................... 错误！未定义书签。
1.4. DFM檢核表之訂定與使用 .......................................................... 错误！未定义书签。
1.5. 關鍵性的PCB DFM準則............................................................ 错误！未定义书签。
2.材料選用.......................................................................................... 错误！未定义书签。
2.1. 間接材料選擇–錫膏選擇........................................................... 错误！未定义书签。
2.2. 間接材料的選用準則-助焊劑....................................................... 错误！未定义书签。
2.3. 直接材料的選用準則–印刷電路板(PCB) ................................. 错误！未定义书签。
无铅焊锡与电镀工艺制程
无铅焊锡与电镀制程一．焊接的原理二．锡须的原理三．无铅电镀一．焊接的原理：1．定义：焊接过程实际上是焊料熔化及锡和熔融的焊料之间互相熔解，最后冷却形成一个新的均匀合金的过程。
焊料熔化熔融焊料浸润镀层，清除氧化物，降低了表面张力锡镀层熔化各组分互相渗透，晶格重新排列冷凝成均匀合金2．元素周期表和相似相融规则。
银（961℃）强度提高熔点提高铋（271℃）锡（232℃）铜（1083℃）强度降低熔点下降熔点提高抗蚀提高强度降低熔点下降锌（420℃）★为何选用锡做为焊接的主要成份：A：锡的原子小，易进入其它金属晶格，形成合金。
B：锡的熔点低，焊接需要的能量少。
C：锡的导电性较好，化学性质较稳定。
3.无铅焊料的性能比较：表一：已实用化的无铅焊料品种：表二：焊料合金特性：4.无铅电镀制程中影响镀层可焊性的因素比较；结论：为改善无铅镀层的焊接性能，需考虑以下几点：1.尽量选用非金属间化合物镀层（例如锡铋），提高含锡比例。
2.提高镀镍和镀锡的厚度。
（同时考虑成本和装配需要）。
3.尽量选用致密的镀层（亮锡），并采用适当的后处理提高抗氧化能力。
4.减少存放时间，隔离空气包装产品。
二．锡须的原理：1.金属的扩散和应力的释放是锡须产生的根源。
结论：为减小锡须的形成，需考虑以下几点：1 选用金属间化合物镀层（例如锡铜）或其它合金镀层，避免用纯锡。
2. 提高镀镍和镀锡的厚度。
（同时考虑成本和装配需要）。
3. 选用疏松，应力较低的镀层，粗化结晶。
（例如雾锡）三.无铅电镀：未镀Ni 时Cu 和Zn 的扩散加强。
镀Ni 时Cu 和Zn 的扩散减弱随着时间流逝，Cu 和Zn 穿过Ni 层进入Sn 层Cu.Ag.Bi2.电镀流程简介：放料电解除油水洗水洗镀镍活化活化选择镀金水洗水洗后处理镀锡吹烘干活化收料总结：1.锡镀层可焊性的关键在于增加锡的流动性，并减少各种杂质的共沉积，防止氧化和腐蚀的发生。
2.抑制锡须的关键在于抑制锡的流动性，并减少镀层的内应力。
无铅制程标示要求
1.線頭做好線體標示. 2.專用線體上治工具/靜電 皮均需做标示. 3.非專用線體静电皮不需要 标示. 4.专用设备需做好标示(钢网 清洗机/波峰焊/錫槽/小錫 爐/锡渣回收桶). 5.SOP內容標示
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Kitting区域标示要求
物料的周转/暂存/发放 三锡/三剂的暂存与管控 治工具的测量/管控/清洗
1.維修工站:工作台/靜電皮/烙鐵/熱風槍/錫絲/清潔劑/助焊劑/ 靜電刷/鑷子/助焊筆等工具進行專用標示.
2.BGA錫球及植球器都貼有無鉛標示.
3.BGA rework工站,由R5轉換生產R6時必須對機種及治工具進行清潔 保養.
4.台車/托盤/泡棉都要進行清潔保養,并做好RoHS專用標示.
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無鉛制程標示要求
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目录
1 2 3
无铅制程导入要求
无铅制程标示要求
无铅物料标示解读
4
混合制程注意事项
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无铅制程导入要求
物料：符合无铅制程要求.
设备：满足无铅工艺要求.
管控要求: 物料/SOP/治工具使用/标示/保养.
人员技能：经培训且通过考核.
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目录
1 2 3
无铅制程导入要求
錫條/錫球/錫塊
波峰焊錫條添加 小錫爐錫條的添加
SMT維修BGA使用錫球
回焊爐/波峰焊
回焊爐未做保養 波峰焊錫條添加 清潔錫渣的工具 錫渣回收的工具
小錫爐/BGA重工機
小錫爐錫條的添加 清潔錫渣的工具 錫渣回收的工具 BGA重工機的保養
BGA重工使用錫球 SMT爐前添加錫塊
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制程注意事項
1.印刷機工站 1>線體標示. 2>錫膏的領用. 2.回焊爐工站 1>線體標示. 2>爐前軌道及台面的清潔. 3>爐膛爐壁的清潔保養. 4>人員及治工具的管控. 3.維修工站 1>工站及台面的標示. 2>烙鐵風槍的標示與管控. 3>錫絲的標示與管控. 4>人員及治工具的管控.
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29.5
Sn-Ag錫銀 (Ag：3.5%) Sn-Bi錫鉍 (Bi：3.0%) Pure Tin錫 (Sn：100%)
2.0 Bad
5.0 Excellent
4.0 Very Good
Hale Waihona Puke 5.0 Excellent
2.5 Bad
4.5 Excellent
4.5 Excellent
27.5
3.0 Good
WEEE/RoHS禁用成分
• • • • • • 鉛 Lead 汞 Mercury 六價鉻 Hexavalent chromium 鎘 Cadmium 聚溴聯苯 Polybrominated biphenyls (PBB) 聚溴聯苯醚 Polybrominated diphenyl ether (PBDE)
• 測試標準 1.室溫(23±5℃)，六個月。 2.乾熱環境(50±5℃)，六個月。 3.溼熱環境(52±5℃、溼度90±5%)，六個月 • 允收規格 錫鬚長度：不得長於50µm(5條) 表面密度：每平方釐米不得多於10根 檢驗儀器：電子顯微鏡(SEM 1000X以上)
錫鬚發生的原因
• 目前為止尚未確認並驗證其真正的形成原 因 • 在銅-錫合金共化物的產生時，將加速其生 長機率 • 錫的光澤劑將可能加速錫鬚生長 • 電鍍錫所產生的應力(內應力或外部應力)將 會產生在此部分的貢獻
IR Reflow 參考條件
• MOTO 12G13933A12-Component Temperature Requirements to Support Lead Free Solder Assembly
IR Reflow Profile
無鉛電鍍應用注意要點
• 以霧錫或錫銅作為首要規格之選擇 • 不要對已電鍍後之端子進行二次加工 • 先鍍後沖之端子，已形成裸銅之部分，不 要再進行錫的加鍍
2.5 Bad
4.5 Excellent
1.5 Bad
3.0 Good
2.0 Bad
4.5 Excellent
16.5
5.0 Excellent t
5.0 Excellent
4.5 Excellent
5.0 Excellent
4.5 Excellent
4.5 Excellent
4.5 Excellent
無鉛電鍍
無鉛製程之起源
• 歐盟所訂定WEEE (Waste Electrical and Electronic Equipment，2002/96/EC)及 RoHS (the Restriction of the use of certain Hazardous Substances in electrical and electronic equipment，2002/95/EC)，其主 要目的是減少電子及電器設備的廢棄物並 建立回收及再利用系統，從而降低這些物 質再廢棄、掩埋及焚燒時對人體及環境所 可能造成的危害及衝擊。
錫鬚可能之解決方案
• 在所有狀態下均需有鎳底作為銅與錫間的 屏障，避免銅錫之合金共化物產生 • 將電鍍錫的區域越小越好，降低錫鬚發生 之面積 • 使用霧錫，以避免因光澤劑或其他添加劑 的過度使用形成在鍍層上之應力形成
錫鬚外觀
錫鬚外觀
錫鬚外觀
純錫檢驗規範
檢測的規格除錫本身的檢測外，必須加入 鉛含量的測定(可使用X-RAY進行初判)。 1.電鍍厚度 2.組成(鉛含量) 3.錫鬚 4.沾錫性 5.耐熱性 6.外觀 7.附著性
電鍍鍍層禁用管制物質的含量
• 依泰科電子之規範 原有之純錫電鍍(泰科規範112-16) 鉛含量 < 0.1% 鉛及其他不純物 < 0.5% 純錫電鍍之無鉛製程(泰科規範112-65) 鉛含量 < 0.1% 鉛及其他不純物 < 0.2% 錫鬚規範：須符合109-200之錫鬚測試
錫鬚測試標準(TE 109-200)
33.0
Sn-Pb錫鉛 (Pb：10.0%)
5.0 Excellent
4.0 Very Good
5.0 Excellent
1.0 Bad
5.0 Excellent
5.0 Excellent
5.0 Excellent
30.0
各無鉛鍍錫之熔點
鍍層 熔點 ℃ Sn/Pb 35% 183 Sn/Cu 1% 227 Pure Sn 232 Sn/Bi 3% 210 Sn/Ag 3.5% 221
各種無鉛鍍錫之比較
比較項目
電鍍種類
鍍液穩定性
銲接強度
銲錫性
毒性
價格
後加工性
錫鬚控制
總計
Total
Sn-Cu錫銅 (Cu：1.0%)
2.0 Bad
5.0 Excellent
4.5 Excellent
5.0 Excellent
4.5 Excellent
4.5 Excellent
4.0 Very Good
無鉛電鍍應用注意要點
1000㎛ = 1mm 400㎛
Whisker L < 1000㎛/2= 500㎛
Whisker L < 400㎛/2= 200㎛