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什么是无铅制成技术?

来源:双智利科技  发布时间:2013-05-14

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所谓的“无铅制成”其实就是“无铅”生产技术,那么何谓“无铅”生产技术? 现在的板卡设备上的芯片,都是通过芯片的封装下面的小焊点和PCB板连接的。这些小焊点传统上是用铅的,而“无铅”技术则是使用一种锡,银,铜的合成物来取代铅。不过,从有铅产品转到无铅产品是个复杂的过程,影响到所有的电子器件供应商,并带来许多供应链、无铅制程和可*性方面的挑战,它要求用基于无铅的材料替代过去使用的富含铅的焊料和装配过程中用到的有铅材料。

需要说明的是,无铅技术带来的并不全是革命性的转变,这点是用户所应该搞清楚的。在一定程度上,它还是属于一个“发展”技术。也就是说无铅技术是从现有的含铅SMT技术上发展而来的。自有SMT技术时代开始,快速扩张的用户市场,使工业界已经认识到“革命”式改变的害处,所以在研究开发新技术时总千方百计的使其保留相当程度的旧方法。

具备较多的“发展性”当然是件好事,表示我们可以更好的利用以往的经验,然而对于无铅技术来说,这却也非简单。在SMT的发展过程中,我们已经有经历过几次影响较大的“发展”经验,例如栅阵排列焊端技术(BGA)、Flip-Chip等等。有些用户可能对于这些技术带来的挑战还记忆犹新。但无铅技术的到来,和以前的几个技术相比之下,其难度和挑战绝对是有过之而无不及。 在无铅工艺中,焊接材料的选择是最具挑战性的。因为对于无铅焊接工艺来说,无铅焊料、焊膏、助焊剂等材料的选择是最关键的,也是最困难的。目前业者对于材料采用标准主要考虑几大部份,包括:金属特性、熔点高低、焊锡性、专利、成本高低、孔隙、毒性。金属特性主要考虑热疲劳寿命、结合强度与含铅组件的兼容性及其它金属特性,焊锡性则包含与零组件焊接时的沾锡性(或润湿性)及其在PCB焊垫上的焊锡延伸性。 虽然目前还没有一种合金焊料能够和含铅焊料一样“好”,但可以替代(可以满足应用)的有许多。目前,替代锡—铅成为无铅焊锡的合金材料主要有三种—锡/银/铜、锡/铜和锡/银/铜/铋。美国和欧洲的厂商看好锡/银/铜,而日本的厂商则倾向于使用锡/银/铜/铋合金。目前在国际上还没有统一的无铅工艺标准。

一些机构组织正在积极制定无铅技术应用的标准,如日本焊接协会(JIS)正在加紧探讨无铅焊锡的标准和评测方法,希望能尽快制定JIS标准。这个要求推动了产业对于新的焊料系统的选择。新的焊料系统不仅要求提供与锡/铅共晶焊锡(SnPb63)相似的物理、机械、温度和电气性能,而且要可*。 焊料中除了合金是个考虑和选择重点外,焊剂Flux也不应该被忽视。

不同的合金有不同的密度重量,有不同熔化表面张力,不同的熔点温度,和不同的氧化特性。这也就告诉我们焊剂Flux的配方会出现不同于含铅的情况(注:焊剂Flux是个统称,锡膏中Flux包含许多不同功能的成分,如载体、溶剂、稀释剂、稳定剂、助焊剂等等。这多种成分的组合,多种可选材料,就造成多种不同的Flux配方。)。由于焊剂配方一直是个锡膏供应商竞争的商业机密,用户不容易知道其实际的特性。但可以预见的,是这方面的改变会对焊接工艺起较大的影响。

 

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