无铅焊接的特点及工艺控制(ppt 100页)

无铅焊接的特点及工艺控制目录:
一．无铅工艺与有铅工艺比较
二．无铅焊接的特点
（1）从再流焊温度曲线分析无铅焊接的特点
（2） 无铅波峰焊特点及对策
三．无铅焊接对焊接设备的要求
四．无铅焊接工艺控制
（1）无铅PCB设计（2）印刷工艺（3）贴装
（4）再流焊（5）波峰焊（6）检测（7）无铅返修

 

无铅焊接的特点及工艺控制内容提要:
从再流焊温度曲线分析无铅焊接的特点及对策：
① 熔点高，要求无铅焊接设备耐高温，抗腐蚀。要求助焊剂耐高温。
② 从温度曲线可以看出：无铅工艺窗口小。
        无铅焊接的工艺窗口比铅锡焊膏小，要求PCB表面温度更均匀。要求焊接设备横向温度均匀。  
a  25~110 ℃/100~200 sec，110~150℃/40~70 sec，要求缓慢升温，使整个PCB温度均匀，减小PCB及大小元器件△t，因此要求焊接设备升温、预热区长度要加长。
b  150~217℃/50~70sec快速升温区（助焊剂浸润区）。有铅焊接从150℃升到183℃，升温33℃，可允许在30~60 sec之间完成，其升温速率为0.55~1℃/sec；而无铅焊接从150℃升到217℃，升温67℃，只允许在50~70sec之间完成，其升温速率为0.96~1.34℃/sec，要求升温速率比有铅高30%左右，另外由于无铅比有铅的熔点高34℃，温度越高升温越困难， 如果升温速率提不上去，长时间处在高温下会使焊膏中助焊剂提前结束活化反应，严重时会使PCB焊盘，元件引脚和焊膏中的焊料合金在高温下重新氧化而造成焊接不良，因此要求助焊剂浸润区有更高的升温斜率。
c   回流区峰值温度235℃与FR-4基材PCB的极限温度（240 0C ）差（工艺窗口）仅为5 ℃。如果PCB表面温度是均匀的， 那么实际工艺允许有5 ℃的误差。假若PCB表面有温度误差Δt ＞5 ℃ ，那么PCB某处已超过FR-4基材PCB的极限温度240℃，会损坏PCB。
        对于简单的产品，峰值温度235~240℃可以满足要求；但是对于复杂产品，可能需要260℃才能焊好。因此FR-4基材PCB就不能满足要求了。
在实际回流焊中，如果最小峰值温度为235℃，最大峰值温度取决于板面的温差△t，它取决于板的尺寸、厚度、层数、元件布局、Cu的分布以及元件尺寸和热容量。拥有大而复杂元件（如CBGA、CCGA等）的大、厚印制板，典型△t高达20~25℃。
为了减小△t，满足小的无铅工艺窗口。炉子的热容量也是很重要的因素。要求再流焊炉横向温差＜2℃，同时要求有两个回流加热区。
d  由于焊接温度高，为了防止由于焊点冷却凝固时间过长，造成焊点结晶颗粒长大；另外，加速冷却可以防止产生偏析，避免枝状结晶的形成，因此要求焊接设备增加冷却装置，使焊点快速降温。
e 由于高温，PCB容易变形，特别是拼板，因此对于大尺寸的PCB需要增加中间支撑。
f 为了减小炉子横向温差△t，采取措施：带加热器的导轨、选用散热性小的材料、定轨向炉内缩进等技术。

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