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無鉛PCB板 圖

無鉛PCB板

鉛元素

鉛元素，在工業(yè)生產(chǎn)中有重要地位，但是它的貽害也已凸顯出來，就是對環(huán)境水源土地的污染。目前正處于從有鉛向無鉛焊接過渡的特殊階段，無鉛材料、印制電路板、元器件、檢測、可靠性等方面都沒有標(biāo)準(zhǔn)，在無鉛工藝方面，特別是在國內(nèi)處于比較混亂的階段。由于有鉛和無鉛混用時，特別是當(dāng)無鉛焊端的元器件采用有鉛焊料和有鉛工藝時會發(fā)生嚴(yán)重的可靠性問題。

PCB無鉛噴錫與化錫工藝區(qū)別及優(yōu)缺點(diǎn)  

通常噴錫工藝是：錫、銀、銅合金通過高溫溶于錫爐,溫度在265℃±5將PC板浸入1-3秒再過熱風(fēng)平 整,使其表面光亮、平整、均勻，屬物理的方法； 

1. 價(jià)格便宜；  
2. 錫厚度易控制在 1-40um, 
3. 不易氧化，容易焊接； 
4. 高溫下進(jìn)行易產(chǎn)生爆孔、爆板嚴(yán)重不良問題；    

化錫工藝用的是化錫液，即含錫的酸性溶液，通過專用的化錫設(shè)備，使用化學(xué)方法沉上一層錫；  

1. 化錫層光滑、平整、致密； 
2. 溶液穩(wěn)定、工藝簡單不易產(chǎn)生爆板/爆孔現(xiàn)象；
3. 錫厚均勻性好；  
4. 錫厚度較薄一般就10-30um,
5. 真空包裝拆封后不 易在空氣中放置時間過長，否則易氧化導(dǎo)致焊接不良；
6. 化錫工藝復(fù)雜，成 本相對較高；

簡單PCB無鉛工藝介紹

在pcb無鉛工藝中，焊接材料的選擇是最具挑戰(zhàn)性的。因?yàn)閷τ跓o鉛焊接工藝來說，無鉛焊料、焊膏、助焊劑等材料的選擇是最關(guān)鍵的，也是最困難的。目前業(yè)者對于材料采用標(biāo)準(zhǔn)主要考慮幾大部份，包括：金屬特性、熔點(diǎn)高低、焊錫性、專利、成本高低、孔隙、毒性。金屬特性主要考慮熱疲勞壽命、結(jié)合強(qiáng)度與含鉛組件的兼容性及其它金屬特性，焊錫性則包含與零組件焊接時的沾錫性(或潤濕性)及其在PCB焊墊上的焊錫延伸性。

雖然目前還沒有一種合金焊料能夠和含鉛焊料一樣“好”，但可以替代(可以滿足應(yīng)用)的有許多。

一些機(jī)構(gòu)組織正在積極制定無鉛技術(shù)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)，如日本焊接協(xié)會(JIS)正在加緊探討無鉛焊錫的標(biāo)準(zhǔn)和評測方法，希望能盡快制定JIS標(biāo)準(zhǔn)。這個要求推動了產(chǎn)業(yè)對于新的焊料系統(tǒng)的選擇。新的焊料系統(tǒng)不僅要求提供與錫/鉛共晶焊錫(SnPb63)相似的物理、機(jī)械、溫度和電氣性能，而且要可靠。

焊料中除了合金是個考慮和選擇重點(diǎn)外，焊劑Flux也不應(yīng)該被忽視。不同的合金有不同的密度重量，有不同熔化表面張力，不同的熔點(diǎn)溫度，和不同的氧化特性。這也就告訴我們焊劑Flux的配方會出現(xiàn)不同于含鉛的情況(注：焊劑Flux是個統(tǒng)稱，錫膏中Flux包含許多不同功能的成分，如載體、溶劑、稀釋劑、穩(wěn)定劑、助焊劑等等。這多種成分的組合，多種可選材料，就造成多種不同的Flux配方。)。由于焊劑配方一直是個錫膏供應(yīng)商競爭的商業(yè)機(jī)密，用戶不容易知道其實(shí)際的特性。但可以預(yù)見的，是這方面的改變會對焊接工藝起較大的影響。

目前可采用的無鉛焊錫合金組成有以下幾種：SnAg、SnCu、SnZn、SnAgCu、SnAgCuBi等。以上各種無鉛焊錫系列合金熔點(diǎn)范圍皆不同，最受歐洲、美國及日本所共同推崇的SnAgCu系列合金，熔點(diǎn)高達(dá)217°C，其余無鉛合金的熔點(diǎn)也都在200°C左右，而傳統(tǒng)SnPb熔點(diǎn)溫度只有183°C，所以說無鉛合金熔點(diǎn)是最值得考慮的議題。

有鉛焊接到無鉛焊接時我們應(yīng)該注意什么：

傳統(tǒng)的錫鉛焊料在電子裝聯(lián)中已經(jīng)應(yīng)用了近一個世紀(jì).Sn63/Pb37共晶焊料的導(dǎo)電性、穩(wěn)定性、抗蝕性、抗拉和抗疲勞、機(jī)械強(qiáng)度、工藝性都是非常優(yōu)秀的,而且資源豐富,價(jià)格便宜.是一種極為理想的電子焊接材料.
但由于鉛污染人類的生活環(huán)境.據(jù)統(tǒng)計(jì),某些地區(qū)地下水的含鉛量已超標(biāo)30倍(允許標(biāo)準(zhǔn)一、無鉛焊接技術(shù)的現(xiàn)狀
無鉛焊料合金成分的標(biāo)準(zhǔn)化目前還沒有明確的規(guī)定.IPC等大多數(shù)商業(yè)協(xié)會的意見:鉛含量<0.1-0.2WT%(傾向5%時,焊接后在焊占與焊端交界處會加劇公層LIFT-OFF(剝離、裂紋)現(xiàn)象.LIFT-OFF現(xiàn)象在有鉛元件采用無鉛波峰焊的工藝中比較多,嚴(yán)重時甚至?xí)裀CB焊盤一起剝離開.所以我們在過渡階段波峰焊的焊盤設(shè)計(jì)可采用SMD(阻焊定義焊盤)方式,用阻焊膜壓住焊盤四周,這就可以減輕甚至是避免PCB板焊盤剝離現(xiàn)象.