無鉛波峰焊缺陷及解決對策

發布時間：2013-03-27  新聞來源：

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無鉛波峰焊接比再流焊高溫、潤濕性差、工藝窗口小，質量控制難度更大。下面廣晟德就針對無鉛波峰焊的這些缺陷來談談需要解決的對策。

無鉛波峰焊工藝流程視頻

1、 用對波峰焊的焊料通常采用Sn－0.7Cu或Sn－0.7Cu－0.05Ni，熔點227℃，焊接溫度250－260℃。Sn－Cu焊料中加入少量的Ni可增加流動性和延伸率。波峰焊也可以使用Sn/Ag/Cu，一般不推薦用Sn/Ag/Cu焊料，除了因為Sn/Ag/Cu焊料的成本比較高，另外Ag也會腐蝕Sn鍋，而且腐蝕作用比Sn更嚴重。

2、無鉛波峰焊接Sn鍋中焊料溫度高達250－260℃，Sn在高溫下有溶蝕Sn鍋的現象，溫度越高熔蝕性越嚴重，而且無鉛焊料中Sn成分占99％，比有鉛焊料多40％，如果采用傳統的不銹鋼鍋膽進行鉛焊，大約三個月就會發生漏鍋現象。因此要求波峰焊設備的Sn鍋，噴嘴耐高溫、耐腐蝕，目前般采用鈦合金鋼鍋膽， 由于鉛焊料的浸潤性差，工藝窗口小，焊接時為了減小PCB表面的溫度差，要求Sn鍋溫度均勻。

3、 由于高熔點，PCB預熱溫度也要相應提高，般為100－130℃。為了PCB內外溫度均勻，預熱區要加長。使緩慢升溫。焊接時間3－4s。兩個波間的距離要短些。

4、對于大尺寸的PCB，為了預防PCB變形，傳輸導軌增加中間支撐。

5、由于高溫，為了防止焊點冷卻疑固時間過長造成焊點結晶顆粒長大，波峰焊設備應增加冷卻裝置，使焊點快速降溫。但是冷卻速度過快又可能對陶瓷體結構的CHIP元件傷害，有可能會使件產生開裂，因此還要控制不要過快冷卻。另外對Sn鍋吹風會影響焊接溫度，因此還要考慮采用適當的冷卻手段。

6、由于高溫和浸潤性差，要提高助焊劑的活化溫度和活性，工藝上可增加些助劑涂覆蓋。

7、要密切關注Sn－Cu焊料中Cu的比例，Cu的成分達0.2％，液相溫度改變多達6℃。這樣的改變可能導致動力學的改變以及焊接質量的改變。Cu比例超過1％，必須換新焊料。由于Cu隨工作時間不斷增多，因此般選擇低Cu合金。

8、波峰焊時通孔元件插裝孔內上錫高度可能達不到75％（傳統Sn\Pb要求75％），因此要求從PCB孔徑比的設計、助焊劑活性與涂覆量、波峰溫度、波峰高度、導軌的傾斜角度等方面綜合考慮。

9、由于高溫，Sn會加速氧化，因此無鉛波峰焊工藝還有個很大的缺點是產生大量的殘渣，充氮氣（N2）可以減少焊Sn渣的形成。當然也可以不充N2，或者加入鉛錫渣還原粉，將產生大量的殘渣還原后重復利用，但定要比有鉛焊接更注意每天的清理和日常維護。

10、波峰焊后分層LIFT－OFF（剝離、裂紋）現象較嚴重。

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