无铅工艺介绍
无铅焊接--工艺介绍
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，完全液化温度在240℃~250℃之间，这就意味着回流焊必须在更高的温度下进行；而PCB允许的最高温度必须保持不变，否则会超过PCB的材质许可温度（240℃），使PCB 损坏。
PCB电路板有铅与无铅工艺的区别
PCB电路板有铅与无铅工艺的区别1.材料选择：有铅工艺中，焊接使用的主要材料是含有铅的焊料。
而无铅工艺中，焊接使用的主要材料是不含有铅的焊料。
无铅焊料常用的成分包括锡、银、铜等。
2.熔点差异：有铅焊料的熔点较低，一般在183°C左右。
而无铅焊料的熔点较高，一般在217°C左右。
因此，在无铅工艺中，焊接的温度需要更高。
3.环境友好性：无铅工艺主要是为了减少对环境的污染，铅是一种对环境和人体有害的金属，所以近年来各国纷纷提倡无铅工艺的应用。
相比之下，有铅工艺会产生有害废料和废气，对环境造成更大的危害。
4.焊接质量：无铅工艺相对于有铅工艺来说，焊接质量更好。
因为无铅焊料形成的焊点通常比较薄而均匀，能够实现更高的焊接密度。
而有铅焊料容易形成焊锡球、焊墨、焊渣等焊接缺陷。
5.焊接工艺调整：由于无铅工艺的熔点较高，需要重新调整焊接工艺。
在无铅工艺中，需要将焊接温度和焊接时间加大，以保证焊接点的质量。
6.实施成本：无铅工艺相对于有铅工艺来说，实施成本更高。
首先，无铅焊料的成本较高。
其次，因为无铅焊料的熔点较高，需要使用更高效的焊接设备，增加了设备投资成本。
总体而言，无铅工艺相比有铅工艺具有更多的优势，尤其是在环境友好性和焊接质量方面。
目前，越来越多的电子产品制造商选择无铅工艺作为电路板制造的首选。
然而，无铅工艺也带来了一些新的挑战，如在焊接温度调整和设备升级方面的问题。
因此，在实际应用中，制造商需要综合考虑产品特性、成本和生产效率等因素，选择适合的工艺。
无铅喷锡工艺流程解析
无铅喷锡工艺流程解析
表面处理工艺：
目前我司实际生产的表面处理有:①无铅喷锡、②沉银、③OSP、④沉金、⑤电金、⑥镀金手指；其表面处理主要根据客户需求在绿油后的裸铜待焊面上进行处理，并在铜面上长成一层物质，防止氧化或硫化；在电子零件组装焊接时加强元器件与焊点的结合力及通导传递能力。
本次主要介绍①无铅喷锡、②沉银、③OSP、④沉金工艺。
无铅喷锡工艺流程：
热风整平又称喷锡，将电路板浸入熔融的焊料中，再利用热风将印制板表面及金属化孔内的多余焊料吹掉，从而得一个平滑、均匀光亮的焊料涂覆层—锡；无铅喷锡（含铅小于0.1%）
沉银工艺流程：
银是一种白色、柔软易延展且可锻铸的金属元素，其在任何物质上皆具有最佳的热力及电传导性；银可轻易的被溶解成离子溶液镀于需覆盖银金属的物质表层，浸镀银制程便是作为电路板得到银金属的方式，板面沉积的银厚仅约为0.1-0.5um
OSP工艺流程：
有机保焊剂（简称OSP）的功能就是在绿油后的裸铜待焊面上进行涂布处理，并在铜面上长成一层有机铜错化物的皮膜。
沉金工艺流程：
在绿油后的裸铜待焊面上进行化学处理，使铜面上长成一层薄金，金纯度99.99%，硬度低于80 Knoop，密度19.3g/cm2。
无铅焊接工艺
1、IPC(美国电子电路和电子互连行业协会)：≤0.1wt% (1000ppm)
2、NEMI(国家电子制造创始组织)
: ＜ 0.1wt%
3、Europe EUELVD (欧盟废弃车辆回收指令)：＜0.1wt% Pb
4、U.S. JEDEC(电子元件工业联合会 ) ：＜0.2wt% Pb
铋容易与Sn/Pb形成低熔相 （形成的Bi-Pb相较脆且易于破裂) 铋会导致健康问题（如：使染色体畸变） 铋需要特殊的回收利用工艺 铋是铅矿的副产品 铋是脆性金属，在镀层中容易造成龟裂 润湿性不佳 材料、维护、人力等费用较高 有锡须生长之虞
(四)锡铜（Sn99.3% Cu0.7%)
ROHS (Restrictions of Hazardous Substances
关于在电子电器设备中禁止使用某些有害物质指令 )
WEEE（Waste Electrical and Electronic Equipment directive
关于报废电子电器设备指令 ) 执行期限：2006年7月1日
目前，锡-银-铜是一种用于 SMT 装配应用 的常用合金。这些合金的回流温度范围为 217-221℃ ，峰值温度为235-255℃时即可对 大多数无铅表面达到良好的可焊性
用于波峰焊的无铅焊料多为锡-银-铜或锡-铜
五、无铅波峰焊
建议的无铅焊料 – SnAgCu或SnCu
T (℃)300
250 200 150 100 50
二、无铅简介
(一)定义：迄今为止国际上尚无通用定义
1、无铅的定义是指端头无铅，其铅含量不超过 100ppm(Sony SS-00259)
2、电子电气产品在原料和制造过程中未有意加入 铅元素可认为是无铅
无铅焊料及相应工艺
03
无铅焊料的工艺流程
焊前准备
清洁
01
确保焊料和焊接表面的清洁，去除油渍、氧化层和其他杂质，
以提高焊接质量。
预热
02
对焊接表面进行预热，以降低焊料的凝固点和提高焊接速度。
选择焊料
03
根据具体应用需求选择合适的无铅焊料，确保其具有良好的流
动性和润湿性。
焊接过程
熔融焊料
将焊料加热至熔融状态，使其具有良好的流动性。
04
无铅焊料的发展趋势和 挑战
技术发展趋势
高可靠性
无铅焊料需要具备更高的可靠性和耐久性，以满足电子产品不断升 级的性能要求。
高导热性
随着电子设备高功率化的发展，无铅焊料需要具备更高的导热性能， 以降低热阻和散热不良的风险。
小型化
随着电子设备小型化的发展，无铅焊料需要具备更小的体积和更精细 的微结构，以满足焊接细小部件的需求。
机械特性
硬度与强度
无铅焊料的硬度与强度较高，能 够提供更好的机械保护和支撑作
用。
疲劳性能
无铅焊料的疲劳性能优于传统锡铅 焊料，能够更好地承受循环载荷和 振动。
延展性与韧性
无铅焊料的延展性和韧性较好，能 够更好地吸收和分散应力，减少焊 接点的断裂风险。
02
无铅焊料的应用领域
电子工业
电子元件连接
波峰焊接
无铅焊料及相应工艺
contents
目录
• 无铅焊料的特性 • 无铅焊料的应用领域 • 无铅焊料的工艺流程 • 无铅焊料的发展趋势和挑战
01
无铅焊料的特性
物理特性
01
02
03
熔点范围
无铅焊料的熔点范围通常 比传统锡铅焊料高，一般 在200-300℃之间。
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。
SMT无铅化工艺
SMT无铅化工艺一．无铅焊料：与传统的含铅焊料相比，无铅焊料的原理就是由一些合金混合物来替代原有的铅，其特点就是这种合金的熔融温度要略高于含铅焊料。
以Sn/Ag合金为例，其熔融温度为221摄氏度，高于含铅焊料的熔融温度183摄氏度，而另一些无铅焊料Sn/Ag/Cu熔点为218摄氏度、Sn/Ag/Cu/Sb熔点为217摄氏度。
二．无铅焊接工具：无铅焊接工具与以往含铅焊接相比，生产设备方面不会有太多的改变，而对于返修工艺来说，将面临更大的挑战。
如前段无铅焊料中，已提及无铅焊料的原理就是由一些合金混合物来替代原有的铅，而这些合金材料的成分中Cu的使用最多。
Cu是易氧化物，其氧化物CuO2与Cu相比硬度降低，就如同氧化铁（铁锈）。
一旦无铅焊料中的Cu在焊接过程中焊接时间过长，就容易造成被氧化，最终会成为产品质量的缺陷。
由此可以得出结论，焊接过程越短，焊接质量就越为可靠！在目前市场上有多款面向于无铅焊接领域的烙铁，对此做出了一个实验以下是2个试验条件和结果：1． 4种烙铁头的温度都设在329Co，每个烙铁头连续完成10个焊点，每个焊点的温度达到同样的温度232Co时，完成下一个焊点。
当10个焊点都完成后，记录每种烙铁所用的全部时间如下：METCAL——150秒 PACE——204秒WELLER——245秒 HAKKO——316秒该试验表明，METCAL烙铁所用时间最短，说明其功率输出效率高，比HAKKO的速度快一倍以上。
2．如果使这4种烙铁都保持同样的焊接速度，即使每一个烙铁所用时间都保持在150秒，其它烙铁就必须升高烙铁头的温度，而METCAL烙铁仍维持329Co的温度不变：METCAL——150 秒——329 Co PACE——150 秒——349 CoWELLER——150 秒——380 Co HAKKO——150 秒——409 Co我们可以得出结论，Metcal SP200的升温速度比其它至少快25%，而比Hakko926ESD则要快一倍以上。
线路板装配中的无铅工艺应用规则
线路板装配中的无铅工艺应用规则无铅工艺是一种环保型的电子零件焊接技术，逐渐在线路板装配中得到广泛应用。
下面将介绍在无铅工艺中的一些应用规则。
首先，无铅工艺需要使用无铅焊膏。
无铅焊膏一般由锡、银和铜等金属合金组成，可以代替传统的含铅焊膏。
在选择无铅焊膏时，需要注意其熔点和流动性，以确保焊接质量。
其次，无铅工艺对线路板的贴片元件有一定要求。
贴片元件应采用无铅焊接引脚的型号，并且引脚焊接垂直于线路板表面。
此外，在无铅工艺中，首选的焊接方式是表面贴装技术(SMT)，因为SMT可以更好地适应无铅焊膏的特性。
然而，对于一些无法采用SMT的特殊元件，可以考虑采用Through-hole技术，但需要注意保证焊接质量。
继续，无铅工艺中需要采取一些特殊措施以确保焊接质量。
例如，焊接温度和焊接时间要根据元件和线路板的要求进行调整，以避免焊接温度过高或焊接时间过长导致焊接不良。
此外，还需要注意焊接前对线路板和元件进行适当的清洗处理，以去除表面的污染物，确保焊接的可靠性。
最后，无铅工艺中需要对焊接后的线路板进行质量检测。
这包括进行外观检查，检查焊接是否均匀、焊点是否完整等；进行电性能测试，检测焊点的电阻、电容等参数；进行环境可靠性测试，以确保焊接的稳定性和耐久性。
总结起来，无铅工艺在线路板装配中的应用需要考虑选用无铅焊膏、合适的贴片元件、适当的焊接方式、调整焊接参数、进行清洗处理以及进行质量检测。
这些应用规则能够帮助我们实现环保电子装配，同时确保焊接的质量和稳定性。
随着环保意识的提高和全球环境保护政策的推动，无铅工艺在电子制造领域的应用逐渐成为主流。
无铅工艺相对于传统的含铅焊接工艺具有许多优势，比如环境友好、减少污染、提高焊接质量等。
因此，在线路板装配中，应用无铅工艺已经成为电子企业追求环保和高质量的重要举措。
首先，无铅工艺中的焊接材料是重要的考虑因素。
传统的含铅焊接工艺使用的是含有铅的焊锡合金，而无铅工艺需要使用无铅焊膏。
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用类电子产品，都有它的身影。
SMT-Surface Mounted Technology came out in the 1960s, which is an advanced
technology serviced for circuit manufacturing, and from then it has been stronger which
模、高集成 IC 不得不采用表面贴装技术； More functions of the electronic products. The trend is that cosmically & high
integration IC adapts to the SMT and there is no insert-parts in IC so far. 3、产品批量化、生产自动化、生产企业为提高自身竞争力、满足客户需求，大力提高
产品质量及降低生产成本； The batch production, produces automatization, reduce costs, and improve the
quality are the ways to improve the self-competition power and satisfy the customers’ requires.
weigh of component is about 1/10 of the traditional insert-parts. The electronic cubage will
reduce about 60%~80% after adopting the SMT. 2、可靠性高、抗震能力强，焊接缺陷率底；
Байду номын сангаас
Quality checking & assure, FAT, Rework, Package, Label etc. SMT 生产线由上料机、锡膏印刷机、接驳台、贴片机、回流焊、AOI 设备、ICT 设备、
FAT 设备、下料机等组成。
SMT production line consists of Loading, Screen printing, Handplace desk, Mounter,
公司以研究技术、销售为产业，并以高科技产业为产业发展目标，产品以汽车行业自 动化转变为自动化系统，氮气无铅波峰焊、回流焊、视觉全自动丝印机、邦定机及各行业自 动化总装线，并与韩国三星合作推出 SMT 表面贴装设备。自动化仓库和智能化全立体仓库。 日东新电子合作，开发销售 ICT 在线测试仪，与韩国 Amfis 合作销售 X-RAY 检测机、代理 Acculogic Boundary Scan 产品,与美国 OK 公司合作销售焊接设备，生产物流设备、环保清 洗设备、静电、喷涂/喷粉生产线、代理 OEM 程控机柜和钣金制作等。
systems, electroplating equipments, automatic logistics warehouse equipments, sheet metals
processing, automatic production line, and etc.
Market Sales network of Sun East covers all the China includes Shanghai, Beijing, Xian, Chengdu, Xiamen, and Shenzhen. The group also established her office in Japan and developed overseas market as well. The major target market of Sun East is electronics and IT industry likes manufacturers of computers, consumer electronics, communications equipments, portable digital electronics products, and etc. Sun East has been authorized by Samsung Corp. of Korea as sole distributor since 1997 to distribute chip mounter. Since then, more than 800 sets of the machines have been sold. To maintain good services and technical supports to our customers, we have sent our engineers to Samsung Corp of Korea constantly. In May 2001, we have further cooperated with Samsung to establish a SMT customer support centre in Shenzhen to provide the quickness response to our customers
High dependability & quivery resistance capability and low solder defects etc. 3、高频特性好，减少了电磁和射频干扰；
Good quality of high frequency to reduce the interference of electromagnetism &
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Production Resources Sun East has set up her own industrial zone in Shenzhen and Shanghai, with a total factory area of 76,300 square meters. The group has over 1,800 staffs, in which about 300 are professional engineers and technicians.
comes through the course of naissance, growth, and maturation as the speed of
extraordinary. And now it has coming into the application blooms whether in the areas of
Products：
Products
Screen printing, soldering, and surface mount technology (SMT) equipments for
assembling printed circuit boards (PCB);
Others：Electronic equipments likes bonding machine, testers, coating equipments, cleaning
日东公司于 1997 年被韩国三星公司正式授权销售三星贴片机，并成为中国地区总代理。 自此本公司一直为客户提供先进的表面贴装生产设备。凭着自身的优势，在短短的几年时间 内，本公司销往中国地区的不断增长。为了更好地服务于客户，公司不断地派工程师赴韩国 培训，并于 2001 年产 5 月在深圳与韩国三星联合成立了 SMT 客户支援中心，为客户提供 全套更优质更完善的服务。
According to the narrow sense we describe SMT is put the parts onto PCB and then
by whole calefaction to reality the electron parts & pads jointing, and according to board
investment or civil using. SMT 是一门新兴的、综合性的工程科学技术，涉及到机械、电子、光学、材料、化工、
计算机、网络、自动控制等技术。
SMT is a newly & synthetical engineering & science Tech. which deals with
radial. 4、易于实现自动化，生产效率高，降低约为 30%~50%的成本。节省材料、能源、设
备、人力、时间等。
Easy to realize automatization, high product efficient, reduce about 30%~50% costs
and save material, energy, equipment, time etc.
SMT process consists of the following parts: Board preparation & checking, Screen
Printing, Mount, Hand placement & checking, Reflow, AOI, Modification & Stuffing, ICT,
mechanism, electron, optics, material, chemistry, computer, net, auto-control Tech. etc. SMT 从狭义上讲，是将表面元器件贴装到 PCB 上，经过整体加热实现电子元器件的互
联；从广义上讲，它包括片式元器件、表面组装工艺和材料。
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三、采用 SMT 的缘由： 1、电子产品追求小型化，原先穿孔插件已经无法满足要求； The traditional insert-parts can’t satisfy with the electronic products minitype trend