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電子裝配對無鉛焊料的基本要求
發布時間: 2015年01月31日 【字體:

無鉛焊接裝配的基本工藝包括:
a. 無鉛PCB制造工藝;
b. 在焊錫膏中應用的96.5Sn/3.5Ag和95.5Sn/4.0Ag/0.5Cu共晶和近似共晶合金系統;
c. 用于波峰焊應用的99.3Sn/0.7Cu共晶合金系統;
d. 用于手工焊接的99.3Sn/0.7Cu合金系統。
盡管這些都是可行工藝,但具體實施起來還存在幾個大問題,如原料成本仍然高于標準Sn/Pb工藝、對濕潤度的限制有所增加、要求在波峰焊工藝中保持惰性空氣狀態(要有足量氮氣)以及可能將回流焊溫度升到極限溫度范圍(235~245℃之間)而提高了對各種元件的熱性要求等等。

就無鉛替代物而言,現在并沒有一套獲得普遍認可的規范,經過與該領域眾多專業人士的多次討論,我們得出下面一些技術和應用要求:

金屬價格 許多裝配廠商都要求無鉛合金的價格不能高于63Sn/37Pb,但不幸的是現有的所有無鉛替代物成本都比63Sn/37Pb高出至少35%以上。在選擇無鉛焊條和焊錫絲時,金屬成本是其中最重要的因素;而在制作焊錫膏時,由于技術成本在總體制造成本中所占比例相對較高,所以對金屬的價格還不那么敏感。

熔點 大多數裝配廠家(不是所有)都要求固相溫度最小為150℃,以便滿足電子設備的工作溫度要求,最高液相溫度則視具體應用而定。
波峰焊用焊條:為了成功實施波峰焊,液相溫度應低于爐溫260℃。

手工/機器焊接用焊錫絲:液相溫度應低于烙鐵頭工作溫度345℃。

焊錫膏:液相溫度應低于回流焊溫度250℃。對現有許多回流焊爐而言,該溫度是實用溫度的極限值。許多工程師要求最高回流焊溫度應低于225~230℃,然而現在沒有一種可行的方案來滿足這種要求。人們普遍認為合金回流焊溫度越接近220℃效果越好,能避免出現較高回流焊溫度是最理想不過的,因為這樣能使元件的受損程度降到最低,最大限度減小對特殊元件的要求,同時還能將電路板變色和發生翹曲的程度降到最低,并避免焊盤和導線過度氧化。

導電性好 這是電子連接的基本要求。

導熱性好 為了能散發熱能,合金必須具備快速傳熱能力。

較小固液共存溫度范圍 非共晶合金會在介于液相溫度和固相溫度之間的某一溫度范圍內凝固,大多數冶金專家建議將此溫度范圍控制在10℃以內,以便形成良好的焊點,減少缺陷。如果合金凝固溫度范圍較寬,則有可能會發生焊點開裂,使設備過早損壞。

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