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谈谈无铅波峰焊的缺陷及解决方案

2022-03-22 09:41:15

无铅波峰焊接比再流焊高温、润湿性差、工艺窗口小,质量控制难度更大。下面小编就针对无铅波峰焊的这些缺陷来谈谈需要解决的对策。


1、 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。


2、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。


3、 由于高熔点,PCB预热温度也要相应提高,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。


4、对于大尺寸的PCB,为了预防PCB变形,传输导轨增加中间支撑。


5、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。


6、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。


7、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,因此般选择低Cu合金。


8、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。


9、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。


10、波峰焊后分层LIFT-OFF(剥离、裂纹)现象较严重。

 


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