无铅波峰焊由来与工艺缺陷的解决
时间：2021-01-13 18:21:36 来源：广晟德
无铅波峰焊的焊接机理是将熔融的液态焊料，借助动力泵的作用，在焊料槽液面形成特定形状的焊料波，插装了元器件的PCB置与传送带上，经过某特定角度以及定的浸入深度穿过焊料波而实现焊点焊接的过程。广晟德这里来分享一下无铅波峰焊由来与工艺缺陷的解决。
铅是一种有毒物质，人体吸收了过量的铅会引起铅中毒，摄入低剂量的铅则可能对人的智力、神经系统和生殖系统造成影响。在评定铅的危险性时，通常是通过调查饮食或呼吸摄入的可能性。就电子业而言，一般正常条件下铅不会达到使其气化的温度，因此这方面的危险无法定量测出，只能通过监测确定，出于对环境和人体的保护，现代电子工业焊接就采用了无铅波峰焊接。
但是无铅波峰焊接温度高、预热时间长、助焊剂使用量大、腐蚀性高、氧化锡渣多等等缺陷，这就决定了无铅波峰焊工艺必定比有铅波峰焊接复杂缺陷多。广晟德波峰焊就与大家分享一下无铅波峰焊工艺缺陷的解决方法。
一、 用对无铅波峰焊机的焊料通常采用Sn－0.7Cu或Sn－0.7Cu－0.05Ni，熔点227℃，焊接温度250－260℃。Sn－Cu焊料中加入少量的Ni可增加流动性和延伸率。无铅波峰焊机也可以使用Sn/Ag/Cu，般不推荐用Sn/Ag/Cu焊料，除了因为Sn/Ag/Cu焊料的成本比较高，另外Ag也会腐蚀Sn锅，而且腐蚀作用比Sn更严重。
二、无铅波峰焊接Sn锅中焊料温度高达250－260℃，Sn在高温下有溶蚀Sn锅的现象，温度越高熔蚀性越严重，而且无铅焊料中Sn成分占99％，比有铅焊料多40％，如果采用传统的不锈钢锅胆进行铅焊，大约三个月就会发生漏锅现象。因此要求无铅波峰焊机的Sn锅，喷嘴耐高温、耐腐蚀，目前般采用钛合金钢锅胆， 由于铅焊料的浸润性差，工艺窗口小，焊接时为了减小PCB表面的温度差，要求Sn锅温度均匀。
三、 由于高熔点，PCB预热温度也要相应提高，一般为100－130℃。为了PCB内外温度均匀，预热区要加长。使缓慢升温。焊接时间3－4s。两个波间的距离要短些。
四、对于大尺寸的PCB，为了预防PCB变形，传输导轨增加中间支撑。
五、由于高温，为了防止焊点冷却疑固时间过长造成焊点结晶颗粒长大，无铅波峰焊机应增加冷却装置，使焊点快速降温。但是冷却速度过快又可能对陶瓷体结构的CHIP元件伤害，有可能会使件产生开裂，因此还要控制不要过快冷却。另外对Sn锅吹风会影响焊接温度，因此还要考虑采用适当的冷却手段。
六、由于高温和浸润性差，要提高助焊剂的活化温度和活性，工艺上可增加些助剂涂覆盖。
七、要密切关注Sn－Cu焊料中Cu的比例，Cu的成分达0.2％，液相温度改变多达6℃。这样的改变可能导致动力学的改变以及焊接质量的改变。Cu比例超过1％，必须换新焊料。由于Cu随工作时间不断增多，因此一般选择低Cu合金。
八、波峰焊时通孔元件插装孔内上锡高度可能达不到75％（传统Sn\Pb要求75％），因此要求从PCB孔径比的设计、助焊剂活性与涂覆量、波峰温度、波峰高度、导轨的倾斜角度等方面综合考虑。
九、由于高温，Sn会加速氧化，因此无铅波峰焊工艺还有个很大的缺点是产生大量的残渣，充氮气（N2）可以减少焊Sn渣的形成。当然也可以不充N2，或者加入铅锡渣还原粉，将产生大量的残渣还原后重复利用，但定要比有铅焊接更注意每天的清理和日常维护。
无铅波峰焊机
铅是一种有毒物质，人体吸收了过量的铅会引起铅中毒，摄入低剂量的铅则可能对人的智力、神经系统和生殖系统造成影响。在评定铅的危险性时，通常是通过调查饮食或呼吸摄入的可能性。就电子业而言，一般正常条件下铅不会达到使其气化的温度，因此这方面的危险无法定量测出，只能通过监测确定，出于对环境和人体的保护，现代电子工业焊接就采用了无铅波峰焊接。
但是无铅波峰焊接温度高、预热时间长、助焊剂使用量大、腐蚀性高、氧化锡渣多等等缺陷，这就决定了无铅波峰焊工艺必定比有铅波峰焊接复杂缺陷多。广晟德波峰焊就与大家分享一下无铅波峰焊工艺缺陷的解决方法。
无铅波峰焊视频
一、 用对无铅波峰焊机的焊料通常采用Sn－0.7Cu或Sn－0.7Cu－0.05Ni，熔点227℃，焊接温度250－260℃。Sn－Cu焊料中加入少量的Ni可增加流动性和延伸率。无铅波峰焊机也可以使用Sn/Ag/Cu，般不推荐用Sn/Ag/Cu焊料，除了因为Sn/Ag/Cu焊料的成本比较高，另外Ag也会腐蚀Sn锅，而且腐蚀作用比Sn更严重。
二、无铅波峰焊接Sn锅中焊料温度高达250－260℃，Sn在高温下有溶蚀Sn锅的现象，温度越高熔蚀性越严重，而且无铅焊料中Sn成分占99％，比有铅焊料多40％，如果采用传统的不锈钢锅胆进行铅焊，大约三个月就会发生漏锅现象。因此要求无铅波峰焊机的Sn锅，喷嘴耐高温、耐腐蚀，目前般采用钛合金钢锅胆， 由于铅焊料的浸润性差，工艺窗口小，焊接时为了减小PCB表面的温度差，要求Sn锅温度均匀。
三、 由于高熔点，PCB预热温度也要相应提高，一般为100－130℃。为了PCB内外温度均匀，预热区要加长。使缓慢升温。焊接时间3－4s。两个波间的距离要短些。
四、对于大尺寸的PCB，为了预防PCB变形，传输导轨增加中间支撑。
五、由于高温，为了防止焊点冷却疑固时间过长造成焊点结晶颗粒长大，无铅波峰焊机应增加冷却装置，使焊点快速降温。但是冷却速度过快又可能对陶瓷体结构的CHIP元件伤害，有可能会使件产生开裂，因此还要控制不要过快冷却。另外对Sn锅吹风会影响焊接温度，因此还要考虑采用适当的冷却手段。
六、由于高温和浸润性差，要提高助焊剂的活化温度和活性，工艺上可增加些助剂涂覆盖。
七、要密切关注Sn－Cu焊料中Cu的比例，Cu的成分达0.2％，液相温度改变多达6℃。这样的改变可能导致动力学的改变以及焊接质量的改变。Cu比例超过1％，必须换新焊料。由于Cu随工作时间不断增多，因此一般选择低Cu合金。
八、波峰焊时通孔元件插装孔内上锡高度可能达不到75％（传统Sn\Pb要求75％），因此要求从PCB孔径比的设计、助焊剂活性与涂覆量、波峰温度、波峰高度、导轨的倾斜角度等方面综合考虑。
九、由于高温，Sn会加速氧化，因此无铅波峰焊工艺还有个很大的缺点是产生大量的残渣，充氮气（N2）可以减少焊Sn渣的形成。当然也可以不充N2，或者加入铅锡渣还原粉，将产生大量的残渣还原后重复利用，但定要比有铅焊接更注意每天的清理和日常维护。
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