2008-5-15

　随着无铅应用在电子制造行业成为事实，无铅焊接工艺己成为探讨的主要课题，同时它也是行业内一些担忧的原因。但是，迄今为止，进步是很大的，这个行业也正在探索无铅工艺各种可行且可靠的解决方案。高性能的无铅电路板正在生产中，新的无铅工艺标准也正在建立之中。一文着重讨论在回流焊接中无铅工艺所要考虑的问题。
　无铅环保要求的兴起正影响着全球制造业的各个领域，其中对回流焊接工艺的影响最为突出。无铅焊料较高的熔点和较长的浸润时间要求回流工艺做相应的改变。浸润时间，峰值温度，液化点以上的时间（TAL）和升温斜率都需要在缩小了的工艺窗口下严格设定：然后还要对冷却斜率、出炉温度以及助焊剂管理系统兼顾考虑。目前，有铅、无铅的电路板和元器件品种繁多，这种“混合阶段”的状态将一直持续到所有的元件及电路板都实现无铅为止。
　 例如：无铅焊料与带有含铅涂层的元件和/或电路板的结合，将对回流工艺产生各种负面的影响。由于电路板及板上的元器个等各不相同，可以应用的焊料配方也很多，这些焊料配方各具特色，基于此，所谓适用于所有电路板装配和无铅锡膏唯一的标准“简单曲线”是不存在的。
　 关于无铅回流焊接的所有问题，都是由于一种超出规范的回流工艺导致的。比较常见的问题包括：由于液化点以上的时间（TAL）过长直接引起金属间焊料层的变厚，导致焊点可靠性下降：线路板变形：元件立碑或者冷却过程中发生元件与焊盘的分离。导致短路和虚焊也是一个问题。在采用锡含量高的无铅焊料时，一种叫做锡含量高的无铅焊料时，一种叫做锡晶须的现象会发生，在回流焊接过程中，这是随急剧的升温曲线而产生的热应力导致的直接结果。除了这些问题以外，还得面对各种的共熔回流焊中可能遇到的挑战，包括：漏焊、锡球、桥连和立碑。对回流焊工艺的严格控制是防止以上缺陷的唯一办法。
　 标准的锡铅共熔锡膏的熔点是183℃，且回流工艺窗口大。因此，许多制造商得以仅用一条或两条温度曲线去完成很大范围内的电路板的组装。在使用无铅锡膏的情况下，回流焊接的工艺窗口大大缩小。无铅锡膏较长的浸润时间和提高的熔点（在217℃至221℃之间）接近元件所能承受的250℃的最高温度。除了更加严格的温度和热量控制，还需要更多的温度曲线来保证在不损坏元件的情况下得到高质量的焊点。
　迄今为止，无铅锡膏大多集中在锡-银-铜合金锡膏上。像NEMI和IPC这样的行业巨头己经各自正式发布有些轻微不同的SAC版本为无铅锡膏的新标准。这两种略有不同的无铅锡膏标准下焊膏均含有3-4%的银和0.5%的铜。从设备方面考虑，针对这两种略有不同无铅锡膏的操作差异可以忽略不计，但各种挑战确实存在。