您所在的位置: 长江有色 > 长江百科 > 论新一代焊接铅趋势
关注:
微信二维码
掌上有色:
app二维码

论新一代焊接铅趋势

2019-02-18   
    铅(Pb),是一种有毒的金属,对人体有害。而且对自然环境有很大的破坏性,出于环境维护的要求,特别是ISO14000的导入,国际大多数国家开端制止在焊接材料中运用含铅的成分,即无铅焊接(Leadfree)。日本在2004年制止出产或供应运用有铅材料焊接的电子出产设备。欧美在2006年制止出产或供应运用有铅材料焊接的电子出产设备。选用无铅焊接已是大势所趋,国内一些大型电子加工厂商,更会加快推动我国无铅焊接的开展。    摩托罗拉先进技能中心主任Iwona Turnik博士在IPC主办的Works99会议宣布的商场调查报告中标明:    1. 20%的顾客在购买时会自动考虑环境问题。    2. 45%的顾客购买动机是因为产品对环境安全。    3. 50%的顾客替换品牌是因为发现它对环境有害。    4. 76%的顾客将在报价和质量适当的情况下首要挑选环保产品。    例如,日本一切的大型消费类电子产品公司都在很多出产无铅电子产品,推销时运用“绿色产品”作为竞赛卖点,特别是消费类电子商场。松下1998年推出了无铅微型CD播放机,包装上用了一片绿色的树叶,作为环保安全标志,商场份额增加明显:从4.7%增加到15%。    轿车职业将是“无铅”趋势的首要动力。轿车“无铅”化不仅对环保有利,而且无铅焊接也改进了焊点的耐温特性。大部分轿车电子部件都被安装在发动机室,因而要接受更高的作业温度(高达摄氏150度)和更剧烈的温度改动。竞赛的压力以及忧虑被架空出国际大商场的两层考虑,使全球大部分首要电子出产供应商开端为无铅产品做准备。    信息产业部经济运转司高振杰处长介绍,酝酿两年之久的《电子信息产品污染防治管理办法》有望在年内出台。    管理办法(初稿)规则电子信息产品的规划应当考虑其对环境和人类健康的影响,应挑选无毒、无害、易于降解和便于收回运用的计划。出产者应当采纳办法逐步削减并筛选电子信息产品中铅、、镉、六价铬、聚合化(PBB)、聚合化(PBDE)及其它有毒有害物质的含量。欧盟发布的《关于在电子电气产品设备中制止运用某些有害物质指令》,规则自2006年7月1日起开端在欧盟商场制止供应含有铅、、镉等6种有害物质电子电气设备。[next]    作为应对该指令的办法,我国出台这项管理办法,其禁铅时刻表有可能与欧盟同步,也就是说我国将在2006年7月1日起投放商场的国家重点监管目录内的电子信息产品不能含有上述6种有害物质。    业内人士标明,该管理办法出台将意味着电子信息产业面对着一场技能,电子产品无铅化包含无铅焊料、新式助焊剂、电子拼装无铅化设备、新的工艺参数等一系列问题,需求厂商与研究机构高度重视与及早应对,否则在往后的国内外商场竞赛我国内厂商将堕入被动局面。    为了习惯这一系列焊接工艺的革新、习惯商场的客观需求,无铅焊接的工艺要求也成为了许多厂商的作业主题。    无铅焊由无铅焊料、无铅焊接东西、无铅焊接环境三部分组成,而这三部分中的每一项关于无铅焊接的成功与否都是至关重要的。    一. 无铅焊料:    与传统的含铅焊料比较,无铅焊料的原理就是由一些合金混合物来代替原有的铅,其特色就是这种合金的熔融温度要略高于含铅焊料。    以Sn/Ag合金为例,其熔融温度为221摄氏度,高于含铅焊料的熔融温度183摄氏度,而另一些无铅焊料Sn/Ag/Cu熔点为218摄氏度、Sn/Ag/Cu/Sb熔点为217摄氏度。    二. 无铅焊接东西:    无铅焊接东西与以往含铅焊接比较,出产设备方面不会有太多的改动,而关于返修工艺来说,将面对更大的应战。    如前段无铅焊猜中,已提及无铅焊料的原理就是由一些合金混合物来代替原有的铅,而这些合金材料的成分中Cu的运用最多。Cu是易氧化物,其氧化物CuO2与Cu比较硬度下降,就好像氧化铁(铁锈)。一旦无铅焊猜中的Cu在焊接进程中焊接时刻过长,就简单形成被氧化,终究会成为产品质量的缺点。    由此能够得出结论,焊接进程越短,焊接质量就越为牢靠![next]    在现在商场上有多款面向于无铅焊接范畴的烙铁,对此做出了一个试验(如下表):










电铬铁

类型

搁置温度

由头置温度到达悉数焊接负载要求温度所需的时刻


Mctcal SP200

智能型

330℃

150秒


PACF ST20

传统型

330℃

204秒


Weller EC2002

传统型

330℃

245秒


Hakko 926ESD

传统型

330℃

316秒
    以下是2个试验条件和成果:    1. 4种烙铁头的温度都设在329Co,每个烙铁头接连完结10个焊点,每个焊点的温度到达相同的温度232Co时,完结下一个焊点。    当10个焊点都完结后,记载每种烙铁所用的悉数时刻如下:    METCAL——150秒 PACE——204秒    WELLER——245秒 HAKKO——316秒    该试验标明,METCAL烙铁所用时刻最短,阐明其功率输出效率高,比HAKKO的速度快一倍以上。    2.假如使这4种烙铁都坚持相同的焊接速度,即便每一个烙铁所用时刻都坚持在150秒,其它烙铁就必须升高烙铁头的温度,而METCAL烙铁仍保持329Co的温度不变:    METCAL——150 秒——329 Co PACE——150 秒——349 Co    WELLER——150 秒——380 Co HAKKO——150 秒——409 Co    咱们能够得出结论,Metcal SP200的升温速度比其它至少快25%,而比Hakko926ESD则要快一倍以上。[next]    无铅焊接虽然对焊接东西提出了更高的要求,但经试验咱们发现部分无铅烙铁现已能满意现有无铅焊料的要求,运用Metcal烙铁更能有用的防止焊接进程中氧化现象的发作,确保了无铅焊接的牢靠性。    三. 无铅焊接环境:    无铅焊接环境是指在无铅焊接进程中,对无铅焊接成功与否形成决定性要素的一些周围环境。较为典型的比如,就是在无铅回流焊、无铅波峰焊、无铅芯片级返修进程中是否有氮气维护。    在前段无铅焊接东西一节中说到的金属物的氧化现象的发作,正是因为在焊接进程中有氧气的存在,而氮气维护正能防止该现象的发作,然后确保无铅焊料在焊接进程中,焊接质量的牢靠性。    现在无铅回流焊、无铅波峰焊的技能现已相对老练,品牌之间的竞赛现已从技能上转向为报价与效劳方面,究其原因,就是众多无铅回流焊、无铅波峰焊的出产厂商对氮气维护技能上的一致性认可。    而在无铅芯片级返修中,因为BGA芯片在近期被逐步遍及开来,因为其封装特色的特殊性,故在BGA返修技能上一向区分为两种:热风式和红外式。    热风式BGA返修作业站特色是质量牢靠、焊接进程可控,红外式BGA返修作业站特色是速度快。    而在热风式BGA返修作业站中,有些产品正是供给了氮气维护这一功用,契合无铅焊接环境的根底要求。而红外式BGA返修作业站因为无铅焊时没有氮气维护,加快了芯片氧化。    INTEL公司在研制新一代计算机CPU进程中,也选用了无铅焊接工艺,并发起了热风式返修体系。由美国OK国际集团供给热风式返修设备与INTEL公司一起研制新一代计算机CPU。(如图)[next]

    当今国际越来越重视铅带来的环境和健康损害。虽然电子职业铅的用量只占国际总铅量中极端细小的一部分,但咱们所重视的是大部分的电子废物最终都是掩埋在地下,污染地球和水资源。    今日已有许多公司,特别是日本的一些消费类电子产品制造商,正在很多出产无铅产品,而且成效卓著。别的,国际上不同的试验室和出产线,现已进行了很多关于产值,抗力强度和运用寿命的无铅试验。或许这些测验会出人意料地证明:在正确的工艺操作下,无铅焊点比普通的含铅焊点更结实,有更长时间的牢靠性。