為了實現(xiàn)保護環(huán)境和提高產品質量的目的,并考慮電子組裝工藝條件的要求普遍電子廠都用到了無鉛波峰焊,對于無鉛波峰焊的錫條焊料應滿足以下條件:
1. 無鉛錫條焊料熔點要低,合金共晶溫度近似于Sn63/Pb37的共晶溫度183℃ ~ 220℃之間。
2.無毒或毒性很低,所選用的材料現(xiàn)在和將來都不會污染環(huán)境。
3.熱傳導率和導電率要與Sn63/Pb37的共晶焊料相當,具有良好的潤濕性。
4.機械性能良好,焊點要有足夠的機械強度和抗熱老化性能。
5.要與現(xiàn)有的無鉛波峰焊接設備和工藝兼容,可在不更換設備,不改變現(xiàn)行工藝的條件下進行焊接。
6.焊接后對各焊點檢修容易。
7.成本要低,所選用的材料能保證充分供應。
這是研制開發(fā)無鉛波峰焊料的方向,要做到滿足以上七點要求,有一定的難度。另外,電子組裝焊接是一個系統(tǒng)工程,對無鉛焊接技術的應用,其影響因素很多,要使無鉛波峰焊接技術獲得廣泛應用,還必須從系統(tǒng)工程的角度來解析和研究以下幾個方面的問題:
1.組件:目前已用于電子組裝的無鉛焊料,溶點一般要比Sn63/Pb37的共晶焊料高,所以要求組件耐高溫,而且要求組件也無鉛化,即組件內部連接和引出端(線)也要采用無鉛焊料和無鉛鍍層。
2.PCB:要求PCB板的基礎材料耐更高溫度,焊接后不變形,表面鍍覆的無鉛共晶合金材料與組裝焊接用無鉛焊料兼容,而且要考慮低成本。
3.波峰焊助焊劑:要開發(fā)新型的氧化還原能力更強和潤濕性更好的助焊劑,以滿足無鉛波峰焊料焊接的要求。助焊劑要與焊接預熱溫度和焊接溫度相匹配,而且要滿足環(huán)保的要求。迄今為止,實際測試證明免清洗助焊劑用于無鉛焊料焊接更好。
4.波峰焊接設備:要適應新的波峰焊接溫度的要求,預熱區(qū)的加長或更換新的加熱組件、波峰焊焊槽,機械結構和傳動裝置都要適應新的要求,錫鍋的結構材料與焊料的一致性(兼容性)要匹配。為了提高焊接質量和減少焊料的氧化,采用新的行之有效的抑制焊料氧化技術和采用隋性氣體(例如:N2)保護焊技術是必要的。
5.波峰焊錫渣廢料回收:從含Ag的Sn基無鉛無毒的綠色焊料中分離Bi和Cu將是非常困難的,如何回收Sn-Ag合金是一個新課題。