無鉛焊錫絲助焊探討 - 綠誌島—領先綠色科技

在無鉛藥芯焊錫絲的手工烙鐵焊中，烙鐵頭的溫度設定都在300 ℃以上。當代綠色電子工藝的要求對藥芯助焊劑帶來了巨大的挑戰：

1
、鬆香的活性溫度一般在300 ℃以下，溫度超過315 ℃時幾乎無任何活性，目前廣泛應用的鬆香基無鉛藥芯助焊劑助焊活性不足；
2、焊後有害殘留物多，目前的鬆香基助焊劑都含有鹵素

，其殘留物中的鹵素離子在高濕高熱環境下易腐蝕線路板、焊點及元器件
，導致絕緣性變差和電路接觸不良，殘留物的清洗過程產生的廢液也嚴重汙染環境；
3、鬆香基固體助焊劑焊接後焊點容易變色
，高溫下鬆香易碳化變色
，使焊點變黑，影響美觀

，限製了其在高端電子產品中的使用。

助焊劑的(de)載(zai)體(ti)成(cheng)分(fen)應(ying)對(dui)有(you)機(ji)酸(suan)活(huo)性(xing)成(cheng)分(fen)和(he)其(qi)他(ta)成(cheng)分(fen)具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的(de)溶(rong)解(jie)性(xing)
，能(neng)夠(gou)形(xing)成(cheng)均(jun)勻(yun)一(yi)致(zhi)的(de)液(ye)體(ti)。其(qi)次(ci)要(yao)滿(man)足(zu)實(shi)際(ji)的(de)藥(yao)芯(xin)焊(han)錫(xi)絲(si)製(zhi)備(bei)工(gong)藝(yi)和(he)焊(han)接(jie)溫(wen)度(du)要(yao)求(qiu)。Sn- 0.7Cu無鉛藥芯焊錫絲擠壓成型溫度為110 ℃～130 ℃，要求助焊劑在110 ℃時shi能neng完wan全quan熔rong化hua，形xing成cheng均jun勻yun液ye體ti且qie流liu動dong性xing良liang好hao，能neng夠gou順shun利li壓ya入ru焊han錫xi絲si內nei部bu形xing成cheng連lian續xu的de藥yao芯xin。另ling外wai為wei使shi藥yao芯xin焊han絲si在zai拉la絲si過guo程cheng中zhong不bu流liu出chu

，要yao求qiu助zhu焊han劑ji在zai80 ℃以下為固態。無鉛焊料手工烙鐵焊溫度在300 ℃以yi上shang
，助zhu焊han劑ji的de沸fei點dian應ying與yu之zhi相xiang接jie近jin，不bu能neng偏pian離li太tai多duo，這zhe是shi因yin為wei助zhu焊han劑ji沸fei點dian較jiao低di載zai體ti容rong易yi揮hui發fa
，在zai焊han接jie過guo程cheng中zhong過guo早zao失shi去qu活huo性xing，沸fei點dian較jiao高gao會hui導dao致zhi焊han後hou殘can留liu物wu增zeng多duo。鬆song香xiang是shi典dian型xing的de載zai體ti物wu質zhi
，常chang溫wen呈cheng中zhong性xing

，對dui金jin屬shu無wu任ren何he腐fu蝕shi，且qie能neng溶rong解jie各ge種zhong有you機ji物wu，不bu吸xi潮chao，不bu導dao電dian，是shi良liang好hao的de活huo性xing劑ji和he成cheng膜mo劑ji，一yi直zhi被bei用yong作zuo載zai體ti，載zai體ti組zu份fen十shi八ba酸suan沸fei點dian為wei376.1 ℃，加入鬆香可以調節沸點。但Sn-0.7Cu無鉛藥芯焊錫絲手工烙鐵焊溫度高，鬆香失去活性，碳化變色
，實驗研究表明減少鬆香添加量，添加其他有機物能 實現良好焊接。

無鉛焊錫對助焊劑的要求:

1
、由於焊劑與合金表麵之間有化學反應，因此不同合金成分要選擇不同的助焊劑;由於無鉛合金的浸潤性差
，要求助焊劑活性高；提高助焊劑的活化溫度，要適應無鉛高溫焊接溫度;)焊後殘留物少，並且無腐蝕性
，滿足ICT探針能力和電遷移。

2、焊膏印刷性、kehanxingdeguanjianzaiyuzhuhanji。quedinglewuqianhejinhou
，guanjianzaiyuzhuhanji。xuanzehangaoyaozuogongyishiyan
，kankanyinshuaxingnengfoumanzuyaoqiu，hanhouzhiliangruhe。zongzhiyaoxuanzeshihezijichanpinhegongyidehangao。

3、無wu鉛qian焊han劑ji必bi須xu專zhuan門men配pei製zhi焊han膏gao中zhong的de助zhu焊han劑ji是shi淨jing化hua焊han接jie表biao麵mian，提ti高gao潤run濕shi性xing
，防fang止zhi焊han料liao氧yang化hua和he確que保bao焊han膏gao質zhi量liang以yi及ji優you良liang工gong藝yi性xing的de關guan鍵jian材cai料liao。高gao溫wen下xia助zhu焊han劑ji對duiPCB的焊盤，元器件端頭和引腳表麵的氧化層起到清洗作用
，同時對金屬表麵產生活化作用。

4、波峰焊中無VOC免清洗耳恭聽焊劑也需要特殊配製。無鉛焊膏和波峰焊的水溶性焊劑對某些產品也是需要的。

高溫對元件的不利影響：

陶瓷電阻和特殊的電容對溫度曲線的斜率(溫度的變化速率)非常敏感,由於陶瓷體與PCB的熱膨脹係數CTE相差大，在焊點冷卻時容易造成元件體和焊點裂紋，元件開裂現象與CTE的差異、溫度、元件的尺寸大小成正比。鋁電解電容對清晰度極其敏感:連接器和其他塑料封裝元件在高溫時失效明顯增加。主要是分層
、爆米花、變形等、粗略統計
，溫度每提高10℃，潮濕敏感元件(MSL)的可靠性降1級。解決措施是盡量降低峰值溫度;對潮濕敏感元件進行去潮烘烤處理。

高溫對PCB的不利影響:

高溫對PCB的不利影響在第三節中已經做了分析，高溫容易PCB的熱變形、因樹脂老化變質而降低強度和絕緣電阻值，由於PCB的Z軸與XY方向的CTE不匹配造成金屬化孔鍍層斷裂而失效等可靠性問題。解決措施是盡量降低峰值溫度，一般簡單的消費類產品可以采用FR-4基材，厚板和複雜產品需要采用耐高溫的FR-5或CEMn來替代FR-4基材。

電氣可靠性:

回流焊、波峰焊
、返(fan)修(xiu)形(xing)成(cheng)的(de)助(zhu)焊(han)劑(ji)殘(can)留(liu)物(wu)
，在(zai)潮(chao)濕(shi)環(huan)境(jing)和(he)一(yi)定(ding)電(dian)壓(ya)下(xia)，導(dao)電(dian)體(ti)之(zhi)間(jian)可(ke)能(neng)會(hui)發(fa)生(sheng)電(dian)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)，導(dao)致(zhi)表(biao)麵(mian)絕(jue)緣(yuan)電(dian)阻(zu)的(de)下(xia)降(jiang)。如(ru)果(guo)有(you)電(dian)遷(qian)移(yi)和(he)枝(zhi)狀(zhuang)結(jie)晶(jing)(錫須)生長的出現，將發生導線間的短路，造成電遷移(俗稱“漏電”)的風險。為了保證電氣可靠性，需要對不同免清洗助焊劑的性能進行評估。

關於無鉛返修:

① 鉛焊料的返修相當困難，主要原因：無鉛焊料合金潤濕性差。溫度高(簡單PCB235℃，複雜PCB260℃)。工藝窗口小。

② 無鉛返修注意事項：選擇適當的返修設備和工具。正確作用返修設備和工具。正確選擇焊膏
、焊劑、焊錫絲等材料。正確設置焊接參數。除了要適應無鉛焊料的高熔點和低潤濕性。同時返修過程中一定要小心

，將任何潛在的對元件和PCB的可靠性產生不利影響的因素降至最低。

關於過度時期無鉛和有鉛混用情況總結:

無鉛焊料和無鉛焊端――效果最好。無鉛焊料和有鉛焊端――目前普通使用
，可以應用
，但必須控製Pb，Cu等的含量
，要配製相應的助焊劑，還要嚴格控製溫度曲線等工藝參數，否則會造成可靠性問題。有鉛焊料和無鉛焊端――效果最差
，BGA、CSP無鉛焊球是不能用到有鉛工藝中的，不建議采用。

muqianwuqiangongyidangzhongcaiyongdeqianhanliaoxiangduibiyuanlaidehanliaochengfenfangmianxidehanliangzengdahenduo，qihejinchengfenxiangduiyouhendadetisheng。zaishengchanjiagongguochengzhong，qixizhadechanshengliangbiyuanlaiputonghanliaodechanshengliangyeyouhendafududetigao。ruguonengjiangxizhadechanshengliangjiangdizeduiyucailiaoxiaohaofangmiandechengbenkongzhishiyouyide。

錫渣主要是錫在高溫環境下和氧氣發生反應產生的氧化物，通過物理高溫攪拌可以將大部分的錫氧分離(即錫渣還原)，將分離的錫重新使用，也可利用化學置換還原反應將錫渣中的氧分子置換後還原成純錫而重複使用。