SMT无铅焊接缺陷及工艺分析.pdfVIP

通信与广播电视 2005年第3期 SMT无铅焊接缺陷及工艺分析 周贵祥 摘 要 本文详细介绍SMT无铅焊接钎料及其工艺特点，对无铅再流焊的相关典型缺 陷进行了分析，并提出了有效的预防措施以及进行无铅焊接返工的几个关键问题。 关键词：无铅焊接 SMT SAC合金 DefectsofSMT Lead-freeSolderingandDe~ctAnalysis ZhouGuixiang Abstract ThispaperdetailstheSMTlead--fleesolderingmaterialtogetherwithitstechnologicalfea·· tures．Thetypicaldefectsrelatedtothesolderingisanalyzed．Effectivepreventionmeas— uresandafewkeyproblemswiththereworkisalsogiveninhtispaper． Keywords：lead—fleesoldering SMT SAC alloy 目前，对于表面贴装技术 (SMT)而言，最热门的话题显然是无铅焊接 ，因为对于电子 产品制造商来说，为了在2006年7月 1日后不被巨大的欧盟市场拒之门外，大多都已进入 了无铅焊接应用时代。 一 、 无铅焊接钎料及工艺特点 在众多的无铅钎料中应用最广泛的是SAC合金 (锡 一银 一铜钎料)，无铅 SMT工艺在 许多方面不同于63／37共晶材料工艺，若能理解它们的差别，变更相应的SMT生产工艺， 可以大幅度减少缺陷，提高无铅组装的可靠性，保持稳定的生产率。 含铅和无铅工艺的主要差别如下： (1)物理性能：熔点，表面张力，氧化势，冶金和金属沥滤势等； (2)峰值温度和预热温度； (3)PCB和元件的无铅修整； (4)钎料的修整和表面效应； (5)可焊性差异：润湿，铺展速度等； (6)元器件的自向心和对位性能。 作者系南京熊猫电视机有限公司工程师 2005年第3期 通信与广播电视 6l SAC合金的液化温度约为217~C，比63／37共晶材料液化温度 183％高出34％，这样高 的熔化温度要求峰值达到温度为235—245％，才能保证润湿和汲取。更高的再流焊温度曲 线要求焊锡膏采用不同的助焊剂化学配方，它可以改变焊膏的流变性能、印刷性能，避免冷 坍塌能力、黏性寿命 、模板寿命及其废弃时间。焊膏助焊剂的基本配方如下： (1)树脂，分固态和液态； (2)活化剂，有机酸或氢卤化物； (3)溶剂和助溶剂； (4)胶状化剂； (5)表面活化剂 (6)鳌合剂。 多数焊剂配方都是有机化合物，它们在245％保持热稳定性以避免分解、氧化以及再流 焊时焊剂聚合化，无铅焊膏的合金特性以及合理的焊剂配方可以防止在焊接过程中产生焊接 缺陷。 二、无铅再流焊相关典型缺陷分析及预防 1． 桥接、焊球、芯片间锡珠缺陷 这三类缺陷都是因钎料选择而产生的。由于无铅工艺的预热更高，焊膏的热坍塌性能就 至关重要，需要的是在更高温度如 185~C具有 良好抗热坍塌性的焊膏。对于细间距的元件， 选择具有热稳定胶体化剂的无铅焊膏也非常重要。 2． 引脚和焊盘的润湿差 在无铅焊接中，无润湿或润湿不足也常常遇到，主要原因是：焊膏的活性水平太低，预 热温度过高，预热时间过长，钎料休整困难，超液相线温度停留时间不足，欲联接元器件过 度氧化。锡一银一铜钎料润湿多数金属都比较缓慢，因此需要在钎料熔点之上停留更多的时 间，以达到 良好的汲取和钎料铺展，通常峰值温度为235～245clC，时间范围为60～70s。