电子元件手工焊接基础及过程概述.doc

1.为什么要推行无铅制程? A.铅的特性及对人体的危害：铅（lead Pb），灰白色金属，熔点为327.5℃，加热至400--500℃时即有大量铅蒸气逸出，并在空气中迅速氧化成氧化亚铅而凝集为烟尘并四处逸散。在工业中与铅接触的行业主要有铅矿开采，铅烧绳索和精练、蓄电池制造、电子产品的焊接和电子元件的喷铅作业等等。在以上接触中铅及其化合物主要通过呼吸产和消化道入侵人体造成铅中毒，对人体健康构成危害。美国环保署研究发现，铅及其化合物是17种严重危害人类寿命和自然环境的化学物质之一。通常的职业性铅中毒都是慢性中毒，其对人体的神经系统、消化系统和血液系统都将造成干扰和伤害，其临订症状表现为头昏头痛、乏力、记忆力下降、恶心、烦躁、食欲不振、腹部胀痛、贫血、精神障碍等。 B.电子产品无铅化的趋势：随着人类对自身健康意识的提高和全球范围内环保意识的增强，为了尽可能减少铅等重金属对环境的污染和对人类的的侵害，欧美国家在2006年7月1日起全面实行电子产品无铅化，中国也同样在2006年7月1日起要求投放市场的国家重点监管目录内的电子住处产品不能含有铅的成分。因此电子焊接中所使用的焊料（焊锡丝、焊膏等）将逐步摒弃传统的锡铅合金而采用几乎纯净的锡。当然不含任何杂质的锡是不存在的，目前国际上对无铅的标准尚无明确统一的定义，国际标准组织（ISO）提案：电子装联用焊料中铅的含量应低于0.1WT%，不过在无铅焊料中通常会根据不同的产品要求，在锡料中参和一些铜和银等其他金属物质来增强锡丝的活性焊点的电气连接性能。 2.无铅焊锡与传统有铅焊锡的区别以及我们对无铅替代物提出的要求？ ????对无铅替代物提出的要求: 1、价格：许多厂商都要求价格不能高于传统的焊料(63Sn/37Pb),但目前，无铅替代物的成品(焊锡丝，焊膏及锡条)都比传统的焊料(63Sn/37Pb)高35%。 2、溶点：大多数厂家要求固相温度最小为150℃，以满足电子设备的工作要求。液相温度则视具体应用而定。手工焊用焊锡丝：液相温度应低于烙铁工作温度345℃。 3、导电导热性好。 4、较小的固液共存范围：大多专家建议此温度范围控制在10℃之内，以便形成良好的焊点，如果合金凝固范围太宽，则有可能发生焊点开裂，使电子产品过早损坏。 5、低毒性：合金成份必须无毒。 6、具有良好的润湿性。 7、良好的物理特性（强度、拉伸、疲劳）：合金必须能够提供Sn63/Pb37所能达到的强度和可靠性，而且不会在通孔器件上出现突起的角焊缝。 8、生产的可重复性，焊点的一致性：由于电子装配工艺是一种大批量制造工艺，要求其重复性和一致性要保持较高的水平，如果某些合金成份不能在大批量条件下重复制造，或者其熔点在批量生产时由于成份的改变而发生较大的变化，便不能予以考虑。 9、焊点外观：焊点外观应与锡/铅焊料的外观应接近。 10、与铅的兼容性：由于短期内不会立刻全面转型为无铅，所以铅可能仍会用于PCB焊盘和元件的端子上，焊料中如掺如铅，可能会使焊料合金的熔点降的很低，强度大大降低。 3.在更换无铅焊料以后为什么普通常规焊台无法满足焊接工艺要求? ??????大多数的无铅焊料合金的熔点都较传统锡铅焊料高。业界有少部分溶点低的合金，但由于其中采用如铟之类的昂贵金属而成本高。熔点高自然需要更高的温度来处理，这就带来了需要较高的焊接温度。不过熔点只是决定焊接温度的一个因素。例从锡铅（Sn37Pb）的183℃到SAC305的217℃却是提高了34℃！这就使工艺窗口明显的缩小。使工艺的设置、调整和控制都更加困难。市面上的普通控温电烙铁，虽然标示可以设置到400度或更高，但实际上其热容量和回温能力，在较冷的焊点情况下多不足以处理无铅高温焊接。在焊接时，熔点高出34℃左右的无铅锡丝耗热能力相对较大，如果用普通的控温焊台在不提高温度的条件下焊接（特别是焊点较大面积时），往往会因为热能补充不及而造成锡点毛刺，虚焊和焊接速度过慢等现象；因此为了达到合适的焊接效果势必要求相应提高烙铁的焊接温度，但提高焊接设置温度的同时会带来诸多负面影响，如： A.????? 无铅锡丝相对于有铅焊丝来说更易氧化,而高温又起催化作用，氧化速度随温度的升高成指数增加，因此在极高的温度下焊接极易造成机械接触式虚焊(焊料没有在被焊工件间形成金属间熔融合金层)和焊点灰白不光亮； B.????? 理想状态的烙铁是不用闲置较高的温度,消除能量的储存，把从电源取得的能量瞬间直接加于焊接处，这样既能最大限度的避免能量的损耗又能实现良好的焊接，但普通烙铁因为加热速度慢的原因不能实现，只能通过提高闲置温度的途径来储存足够的热能以达到焊接负载所需的温度，而较