無鉛焊接培訓(xùn)教材

1、環(huán)境污染-當(dāng)今世界環(huán)境的主要問題n全球氣候變化 臭氧層的破壞和消耗n酸雨 土地沙漠化n水資源危機(jī) 森林被破壞n生物多樣性銳減 海洋資源的破壞和污染n持久性的有機(jī)污染物的污染歐盟之WEEE及RoHS產(chǎn)生歐盟于歐盟于20032003年年1 1月月2727日正式公布了日正式公布了: :1)?1)?報(bào)廢電子電氣設(shè)備指令報(bào)廢電子電氣設(shè)備指令?(WEEE-2002/96/EC?(WEEE-2002/96/EC2)?2)?關(guān)于在電子電氣設(shè)備中禁止使用某些有害關(guān)于在電子電氣設(shè)備中禁止使用某些有害 物質(zhì)指令物質(zhì)指令? ?RoHS-2002/95/ECRoHS-2002/95/EC關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞: : 歐盟歐盟,

2、,WEEE,WEEE,RoHSRoHS廢棄電子電氣設(shè)備指令廢棄電子電氣設(shè)備指令WEEE DirectiveWEEE Directive2002/96/EC2002/96/EC1)1) 大型家用電器大型家用電器(Large Household Appliances)(Large Household Appliances)小型家用電器小型家用電器(Small Household Appliances)(Small Household Appliances)信息技術(shù)及遠(yuǎn)程通迅設(shè)備信息技術(shù)及遠(yuǎn)程通迅設(shè)備(IT and Telecommunication Equipment)(IT and Teleco

3、mmunication Equipment)消費(fèi)性設(shè)備消費(fèi)性設(shè)備(Consumer Equipment)(Consumer Equipment)照明設(shè)備白炙燈泡和家用熒光燈除外照明設(shè)備白炙燈泡和家用熒光燈除外(Lighting Equipment)(Lighting Equipment)電子電氣工具大型固定工業(yè)用途工具除外電子電氣工具大型固定工業(yè)用途工具除外(Electrical And Electronics Tools)(Electrical And Electronics Tools)玩具、休閑及運(yùn)動(dòng)設(shè)備玩具、休閑及運(yùn)動(dòng)設(shè)備 (Toys,Leisure and sports Equipm

4、ents) (Toys,Leisure and sports Equipments)8)醫(yī)療器材植入部件或污染處除外9)(Medical Equipment System)10)監(jiān)視與控制設(shè)施11)(Monitoring And Control Instruments) 12)自動(dòng)售貨機(jī)13)(Automatic Dispensers)14)Remark: 15)1最大工作電壓不超過1000 V a.c 或1500 V d.c，通過電流、電磁場(chǎng)、16) 發(fā)電機(jī)變壓器工作的設(shè)備或測(cè)量這種電流的設(shè)備；17)2包括產(chǎn)品的所有元件、配件及消耗材料 94個(gè)產(chǎn)品品目(有豁免類)；18)3ROHS中不包含紅

5、色字體部份的二類產(chǎn)品。19)4) 不包括與成員國(guó)重要的平安利益相關(guān)的設(shè)備,武器,軍需品和戰(zhàn)爭(zhēng)物質(zhì).WEEE Directive-WEEE Directive-標(biāo)記標(biāo)記所有所有WEEE WEEE ！以后投放市場(chǎng)的電子電氣設(shè)備：以后投放市場(chǎng)的電子電氣設(shè)備：應(yīng)注明應(yīng)注明: : 產(chǎn)品的名稱或商標(biāo)產(chǎn)品的名稱或商標(biāo) 新的標(biāo)記標(biāo)明新的標(biāo)記標(biāo)明: : 它是在這一日起以后投放市它是在這一日起以后投放市場(chǎng)的產(chǎn)品場(chǎng)的產(chǎn)品. . 大叉有輪垃圾箱標(biāo)志大叉有輪垃圾箱標(biāo)志 包裝包裝 說明書說明書 保證卡保證卡RoHS Directive-RoHS Directive-要求概要要求概要指令公布指令公布20032003年年2

6、2月月1313日日20062006年年7 7月月1 1日開始，限制的有毒物質(zhì)：日開始，限制的有毒物質(zhì)：重金屬重金屬: : Lead Lead 鉛鉛Pb);Pb); Cadmium Cadmium 鎘鎘(Cd); (Cd); Mercury Mercury 汞汞(Hg);(Hg); Chromium (VI) Chromium (VI) 六價(jià)鉻六價(jià)鉻(Cr 6+ )(Cr 6+ )某些溴化阻燃劑：某些溴化阻燃劑： Polybrominated biphenyls (PBBs); Polybrominated biphenyls (PBBs); 多溴聯(lián)苯多溴聯(lián)苯 Polybrominated di

7、phenyl ethers (PBDEs). Polybrominated diphenyl ethers (PBDEs). 多溴聯(lián)苯醚多溴聯(lián)苯醚最高限量指標(biāo)仍在確定中，但很可能是：最高限量指標(biāo)仍在確定中，但很可能是： 鎘：鎘：0.01%0.01%100 ppm);100 ppm); 鉛、汞、六價(jià)鉻，多溴聯(lián)苯，多溴聯(lián)苯醚：鉛、汞、六價(jià)鉻，多溴聯(lián)苯，多溴聯(lián)苯醚：0.1% (1000 ppm).0.1% (1000 ppm).Pb Pb 鉛鉛 主要存在形式：主要存在形式：包裝材料、焊錫、電鍍、樹脂安定劑、塑膠材料包裝材料、焊錫、電鍍、樹脂安定劑、塑膠材料含橡膠的安定劑、添加劑、橡膠配合劑、顏料、含

8、橡膠的安定劑、添加劑、橡膠配合劑、顏料、染料、涂料、油墨、著色劑、潤(rùn)滑劑、光學(xué)材料、染料、涂料、油墨、著色劑、潤(rùn)滑劑、光學(xué)材料、鉛蓄電池、鉛蓄電池、X X線遮斷材料、電子陶瓷部品、各種合線遮斷材料、電子陶瓷部品、各種合金材料等。金材料等。鉛之危害：鉛之危害： 影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)及腎臓影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)及腎臓Pb Pb 鉛鉛中毒事件中毒事件浙江長(zhǎng)興縣有“蓄電池之鄉(xiāng)”之稱，當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的蓄電池在市場(chǎng)的占有率約為60%,當(dāng)?shù)赜写蟠笮⌒?00多家蓄電池企業(yè)。工業(yè)污水未經(jīng)處理直接排放,結(jié)果當(dāng)?shù)氐沫h(huán)保部門當(dāng)?shù)氐乃蜻M(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明，鉛超標(biāo)13倍。一個(gè)村莊共有40名兒童,其中30人超標(biāo). 嚴(yán)重情度：損害神經(jīng)系統(tǒng)、

9、導(dǎo)致肺癌、可嚴(yán)重情度：損害神經(jīng)系統(tǒng)、導(dǎo)致肺癌、可能導(dǎo)致胎兒畸形。能導(dǎo)致胎兒畸形。鉛鉛- - 允許應(yīng)用允許應(yīng)用( (豁免豁免) )陰極射線管電子元件熒光管 高溫融化的焊料中的鉛即：錫鉛焊料合金中鉛含量超過85%:用于效勞器、存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)系統(tǒng)的焊料中的鉛豁免準(zhǔn)予至2021年；用于交換、信號(hào)和傳輸，以及電信網(wǎng)絡(luò)管理的網(wǎng)絡(luò)根底設(shè)施設(shè)備中焊料中的鉛鋼(最高0.35%的鉛)鋁(最高0.4% 的鉛)銅(最高4%的鉛) 電子陶瓷元件. 如壓電陶瓷.無鉛化電子組裝的一個(gè)根本概念就是在軟鉛焊過程中，無論是手工烙鐵焊、浸焊、波峰焊還是回流焊，所采用的焊料是無鉛焊料Pb-Free solder。無鉛焊料并不意味著焊料

10、中100%不含有鉛。因?yàn)槭澜缟喜淮嬖?00%純度的金屬，任何一種純金屬都含有或多或少的雜質(zhì)無鉛焊料就轉(zhuǎn)化為無鉛焊料中鉛含量的上限值的問題。一般要求焊料中鉛含量應(yīng)小于或等于1000ppm。傳統(tǒng)的Sn-Pb焊料:純Sn的熔點(diǎn)是232 ，純Pb的熔點(diǎn)是327,那么不同比例混合后其熔點(diǎn)是不同的,電子行業(yè)最廣泛的是Sn63-Pb37& Sn60-Pb40其熔點(diǎn)是183-190 現(xiàn)代的焊料:Sn-Cu Sn-Ag Sn-Ag-Cu合金是常用的無鉛焊料，其熔點(diǎn)均為220左右，比傳統(tǒng)的Sn63-Pb37183 高出約40 無鉛焊料必然對(duì)設(shè)備、電子元器件和印刷電路板熱性能提出更高的要求 潤(rùn)濕性(外觀)弱

11、于傳統(tǒng)的Sn-Pb焊料 力學(xué)性能比較:性能Sn-0.7CuSn-3.5AgSn63-Pb37密度(g/cm3)7.37.58.4電導(dǎo)率ucm12.314.5硬度HB1517拉伸強(qiáng)度5840接頭剪切強(qiáng)度20 21.5272310018.51714蠕變強(qiáng)度20 8.613.73.31002.15.01.01. 熔點(diǎn)：熔點(diǎn)應(yīng)盡量接近傳統(tǒng)的錫鉛焊料，這樣設(shè)備及工藝參數(shù)就不需做太多變化；2. 電氣性能：應(yīng)該具有足夠低阻值；3. 力學(xué)性能：電子產(chǎn)品在使用過程中須不斷的開機(jī)，因此焊料能經(jīng)受不斷的發(fā)熱和冷卻即熱疲勞性能優(yōu)良；4. 潤(rùn)濕鋪展性能：良好的潤(rùn)濕鋪展性能是形成良好焊點(diǎn)的前提條件；焊錫絲放在焊盤上焊錫絲

12、放在焊盤上烙鐵頭接觸焊盤烙鐵頭接觸焊盤手工烙鐵焊時(shí)烙鐵頭溫度應(yīng)該是焊料熔點(diǎn)溫 度再加上150 手工烙鐵焊正確順序：利用焊盤溫度熔化焊料連接利用焊盤溫度熔化焊料連接？：？：不能將焊料直接接觸烙鐵頭，防止造成飛濺燙傷工人電鉻鐵的溫度一般要求是高于焊料熔點(diǎn)溫度；建議使用恒溫鉻鐵，這樣保證足夠的焊接溫度；無鉛錫絲具有高腐蝕性，對(duì)鉻鐵頭的腐蝕相對(duì)嚴(yán)重，建議使用質(zhì)地優(yōu)良的電鉻鐵；電鉻鐵必須具有很好的回溫性能手工烙鐵的溫度要求手工烙鐵的溫度要求1.一般電子元器件焊接溫度的要求:無鉛手工鉻鐵應(yīng)選用50W電烙鐵,其鉻鐵頭的溫度在370-400左右；2.接地柱焊接溫度的要求:無鉛手工鉻鐵應(yīng)選用80W電烙鐵,其鉻鐵

13、頭的溫度在450-500左右；3.錫封件焊接溫度的要求:無鉛手工鉻鐵應(yīng)選用180W電烙鐵,其鉻鐵頭的溫度在550-600左右；不要使用太高溫度進(jìn)行焊接；不要長(zhǎng)期在高電壓條件下使用烙鐵；使用浸濕后又?jǐn)D干的海綿清潔烙鐵頭；盡可能選用線徑較大的焊錫絲;經(jīng)常在烙鐵頭外表涂上一層焊錫；把烙鐵頭放在支架上；及時(shí)清理外表氧化物；選擇正確的烙鐵頭尺寸和形狀是非常重要的；幾種典型的波峰焊缺陷：1.針孔/氣孔類缺陷：主要原因：PCB內(nèi)有潮氣或PCB及元件腳沾染有機(jī)物；解決方法：焊接前在120條件下烘干PCB 2小時(shí)左右或?qū)φ从杏袡C(jī)物的元器件進(jìn)行清洗.2.錫珠類缺陷: 主要原因： 由于外表張力作用焊料滴落錫槽使焊液

14、飛濺，從而使一些小的焊料顆粒附著在PCB上，主要集中在通孔或貼片焊盤附近。解決方法：改善PCB外表的阻焊膜，使錫珠與阻焊膜之間不能形成良好的附著；也可增加PCB外表的粗糙度，從而減小錫珠與PCB外表的接觸面積，以便錫珠回落到錫槽中去。其它方法還包括調(diào)整助焊劑配方、增加助焊劑涂覆量、降低焊接溫度等。3.焊點(diǎn)拉尖缺陷：主要原因： 助焊劑活性缺乏或助焊劑涂覆量不夠；元器件可焊性不好；元器件引腳受熱缺乏解決方法：可針對(duì)具體原因適當(dāng)調(diào)整。：白色：有剩余松香、助焊劑未及時(shí)更換、清洗基板的溶劑水分過高綠色：一般由腐蝕造成助焊劑活性太強(qiáng)或鹵素含量過高、松香含量過高黑色：一般出現(xiàn)在焊點(diǎn)的底部或頂端不正確使用助焊

15、劑和清洗劑幾種典型的幾種典型的波峰焊缺陷：波峰焊缺陷：nSMT工藝包括三個(gè)階段：印刷錫膏、貼片和回流焊n焊錫膏簡(jiǎn)介：錫膏的一個(gè)重要特性是其粘度具有流變特性，即在剪切作用下粘度減小以利于印刷，而印刷之后粘度恢復(fù)，從而在回流焊之前起到固定電子元器件的作用。錫膏焊料合金粉末主要有三個(gè)性能參數(shù)：粒度/粉末顆粒直徑、球形度和含氧量注：粉末顆粒長(zhǎng)寬比應(yīng)小于1.5，含氧量應(yīng)小于1500ppm。n焊錫膏使用權(quán)規(guī)那么：n10條件下進(jìn)行冷藏保存；n2.錫膏從冰箱取出要在室溫下放置4小時(shí)以上,以使自然上升至室溫；n3.開封后要對(duì)錫膏沿同一方向攪拌均勻，手工攪拌一般為23分鐘。n無鉛回流焊的技術(shù)難點(diǎn)-工藝窗口很窄 回

16、流焊的峰值溫度一般不超過245，有鉛焊料的熔點(diǎn)為183，其工藝窗口有62左右；而無鉛焊料的熔點(diǎn)為221，其工藝窗口僅有24左右。n對(duì)無鉛回流焊設(shè)備的要求：2.盡可能小的TJ-STD-020BIEC60068-2-58 2CDJEITA Rec-ommending預(yù)熱溫度預(yù)熱溫度 150200 /60/60 180S180S150180 /60/60 120S120S150180 /90/90 120S120S溫度保持溫度保持 217/ / 6060 150S150S230/25/255S5S220/ / 3030 60S60S峰值溫度峰值溫度 250+0/-5 /2020 40S40S250

17、/ 10101S1S240250 /10S10S標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)溫區(qū)溫區(qū)不良現(xiàn)象不良現(xiàn)象不良原因不良原因不完全印刷不完全印刷網(wǎng)板沒清洗干凈，殘余錫膏堵塞網(wǎng)網(wǎng)板沒清洗干凈，殘余錫膏堵塞網(wǎng)孔孔印刷錯(cuò)位印刷錯(cuò)位網(wǎng)板與網(wǎng)板與PCB未對(duì)準(zhǔn)確，錫膏印刷后未對(duì)準(zhǔn)確，錫膏印刷后至少要有至少要有80%的焊盤覆蓋率。的焊盤覆蓋率。錫膏殘余錫膏殘余印刷不良的印刷不良的PCB未清洗干凈，有殘未清洗干凈，有殘余錫膏余錫膏印刷成型不良印刷成型不良分離過程中網(wǎng)板或分離過程中網(wǎng)板或PCB發(fā)生移動(dòng)發(fā)生移動(dòng)冷坍塌冷坍塌錫膏配方失當(dāng)，常溫下粘度過低錫膏配方失當(dāng)，常溫下粘度過低不良現(xiàn)象不良現(xiàn)象不良原因不良原因圖片圖片墓碑現(xiàn)象墓碑現(xiàn)象元件兩端

18、出現(xiàn)非元件兩端出現(xiàn)非同步潤(rùn)濕、兩端同步潤(rùn)濕、兩端焊點(diǎn)大小不一致焊點(diǎn)大小不一致等等焊料未熔焊料未熔化化溫度曲線設(shè)定不溫度曲線設(shè)定不當(dāng)，峰值溫度不當(dāng)，峰值溫度不夠、回流焊時(shí)間夠、回流焊時(shí)間不足不足錫球錫球/ 錫珠錫珠錫膏印刷過多、錫錫膏印刷過多、錫膏印刷精確度欠缺、膏印刷精確度欠缺、預(yù)熱階段助焊劑蒸預(yù)熱階段助焊劑蒸發(fā)過于激烈發(fā)過于激烈橋連橋連/ 短路短路錫膏印刷過多、錫錫膏印刷過多、錫膏印刷精確度欠缺、膏印刷精確度欠缺、錫膏發(fā)生冷坍塌或錫膏發(fā)生冷坍塌或熱坍塌。熱坍塌。針孔針孔/ 氣泡氣泡助焊劑中的溶劑未助焊劑中的溶劑未能完全蒸發(fā)，需要能完全蒸發(fā)，需要對(duì)溫度曲線作妯調(diào)對(duì)溫度曲線作妯調(diào)整。整。導(dǎo)致焊剝離的主要原因有：非同步凝固 微觀成分偏析 冷卻收縮產(chǎn)生的應(yīng)力焊料