第16章.无铅化技术与工艺.pptx

;;;16.2.1 无铅化焊料的基本条件 (1)无铅焊料组成的合金低共（晶）熔点 元器件、组装件和印制电路板基板在高温焊接时的适应性 焊接设备与设施在高温焊接时的适应性 (2)无铅焊料组成合金的可焊性 (3)无铅焊料的焊接点可靠性： 焊点焊料的耐热疲劳强度 焊点焊料的结合强度 金属间互化物（IMC）的影响 焊点焊接的完整性（润湿性的表现） ;16.2.2 无铅焊料类型与主要特点 ;16.2.2 无铅焊料类型与主要特点 ;16.2 无铅化焊料及其特性;;传统而通用的电子产品的焊接方法主要有三种： 波峰焊接、回（再）流焊接（红外焊接、热风焊接、汽相焊接等）、手工焊接（现在还兴起激光焊接等）。 目前无铅焊料的焊接还必须延续这些焊接方法，最关键的有三大问题： （1）是无铅焊料合金组成的低共（晶）熔点偏高 （2）是无铅焊料合金??湿性差，焊接需要有更高的焊接温度、更长的高温停留时间和更快的冷却速度 （3）是无铅焊料焊接后的焊点（或焊接）的可靠性问题 ;16.3.1 无铅焊料合金的低共（晶）熔点 从目前的无铅焊料可实用性角度来看，大多数的无铅焊料合金组成的低共（晶）熔点是很高的。现在最佳的SAC305低熔（晶）点为217 ℃，比起传统的63Sn/37Pb有铅焊料的低共熔（晶）点（183 ℃）高出34 ℃ 。 无铅焊料的焊接要求有更高的预热温度和焊接温度、更长的高温焊接时间和更快的冷却速度等，对热敏感大的元器（组）件、PCB基板等都将带来新的考验与挑战。 ;16.3.1 无铅焊料合金的低共（晶）熔点 ;16.3.2 无铅焊料合金的润湿性能 无铅焊料合金在高温熔融焊接时，由于表面张力比传统Sn-Pb焊料来得大，因而其润湿性能较差，要求润湿时间更长。 ;16.3.2 无铅焊料合金的润湿性能 ;16.3.3 无铅焊料焊接的可靠性 无铅焊料的焊接点在抗热疲劳性能较优于传统Sn-Pb焊料外，其它的性能皆劣于传统Sn-Pb焊料所形成的焊接点 无铅焊料形成的焊接点比起传统Sn-Pb焊料主要有如下不足与缺陷： 无铅焊接易于形成微空洞 微空洞的存在导致焊接处焊料与焊 盘虚（假）焊、剥离、断裂等现象 降低无铅焊料的表面张力、降低铜 表面粗糙度和提高清洁度于减少微 空洞 ;16.3.4 无铅焊料焊接时印制电路板的可靠性 ;16.3.4 无铅焊料焊接时印制电路板的可靠性 ;16.4.1 元器件的耐热性能 无铅化焊料与焊接的最本质的问题是需要有更高的焊接温度、更长的高温焊接时间，这就决定了用于无铅化的元器（组）件需要有更好的耐热性能，特别是对于热敏感的元器（组）件必须改进其耐热性能，否则会损害其特性，甚至产生可靠性问题。 ;16.4.2 电子元器（组）件引脚表面涂（镀）层无铅化 （1）电子元器（组）件引脚表面涂（镀）覆可焊性金属与合金 目前，电子元器（组）件引脚（线）表面涂（镀）可焊性金属或合金层有：Sn、Ag、Au、Sn-Pb、Sn-Ag、Sn-Cu、Sn-Bi、Au-Sn等。它们除了起着引脚（线）表面保护（不被氧化等）作用外，还起着与无铅焊料的焊接作用，或者还与焊料在焊接时形成界面合金（IMC）作用。 （2）电子元器（组）件引脚（线）的焊接可靠性 在元器（组）件引脚表面的各种涂（镀）覆层进行SAC305无铅焊料焊接中，发现含铅的Sn-10Pb层会形成熔融性剥离。 其它各种表面涂（镀）层在SAC305焊料的焊接中仍然有较好可靠性。在引脚（端子）镀金的情况下，如果镀金层太厚，金会熔入熔融的焊料中，当金的含量超过3%时，会发生脆裂或断离等可靠性问题。 ;16.5 无铅化对覆铜箔层压板的基本要求; 能适应无铅焊料焊接条件的CCL应具备如下要求： （1）高的热分解温度Td （2）高的Tg温度 （3）低的温度膨胀系数CTE （4）好的耐CAF特性等 ;16.5.1 高的热分解温度（Td） CCL的耐热性能主要是取决于树脂的热分解温度，应选择低Tg和高分解温度Td树脂组成的基材（LGHD）或高Tg和高Td的树脂组成的基材（HGHD），才能得到更好的耐热的PCB可靠性性能。 ;16.5.1 高的热分解温度（Td） 目前最佳途径应是具有高分解温度的常规FR-4或耐热（高分解温度）FR-4基材和先进的电镀（精细晶粒结构）技术相结合的方法。但是，在选择FR-4基材时，最好选用低玻璃化温度（LG）与高分解温度（HD），或高玻璃化温度