無鉛培訓(xùn)課程PPT31頁課件

1、無鉛錫膏培訓(xùn)課程主講人 服務(wù)部目 錄發(fā)展無鉛錫膏的背景 有關(guān)無鉛錫膏的立法 無鉛錫膏發(fā)展的現(xiàn)狀 推行過程中的問題 無鉛錫膏的相關(guān)資料 無鉛制程中常見的工藝問題及其解決辦法鉛的使用人們使用鉛的歷史悠久.鉛容易提煉,價(jià)格便宜,應(yīng)用范圍寬廣.酸性電池81.81%涂料 0.06%, 顏料和化學(xué)藥品- 4.78%彈藥 - 4.69%電纜皮 - 1.40%黃銅和青銅工藝制品 - 0.72%焊料(除電子焊料外) - 0.70% 電子焊料- 0.49% 焊料 70%零件焊端 5%焊盤鍍層 25%什么地方含鉛？(電子業(yè))鉛的循環(huán)酸性電池 96.5% 被循環(huán) (67.8%-報(bào)紙, 63.5%-Alcan, 37.

2、9%-玻璃瓶)60-80%的典型酸性電池都被再利用.電子設(shè)備美國個(gè)別州有再利用, 但沒有經(jīng)濟(jì)地再使用鉛和焊料大約13年前, 環(huán)保者和立法者才提議 WEEE限用鉛2000年8月交通業(yè)禁用鉛發(fā)展無鉛錫膏的背景 廢棄電路板埋入地下，被雨水和與其他廢物反應(yīng)所侵蝕。帶有金屬的濾液可能轉(zhuǎn)移到本地的地下水，并污染它。人在飲用含有鉛的水后，體內(nèi)血液中的鉛的含量升高。鉛對腦、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、腎臟、肝臟和血的產(chǎn)生都有損壞。為 什 么 禁 用 電 子 業(yè) 的 鉛?有關(guān)無鉛錫膏的立法美國征稅條例 1993年WEEE 規(guī)定 2019 Waste from Electronics & Electrical Equipmen

3、t日本東芝-2000年. 索尼,富士通, 日立-2019年. NEC-2019年日本政府將此列為國際貿(mào)易的條款TCLP(有害物品特殊處理程序) Toxicity Characteristic Leaching Procedure有關(guān)無鉛錫膏的立法歐洲 歐洲政府機(jī)構(gòu)的第2號(hào)草案規(guī)定 2019年1月1日執(zhí)行 ,但歐洲真正實(shí)現(xiàn)全面無鉛的日程在2019年美國 早在1991年,里德法律S3.91提議:限制使用含鉛焊接材料,禁止使用含鉛量高的原料,并限定鉛的含量 0.1%. 1993年此提議出臺(tái)試行后美國制造工業(yè)反應(yīng)激烈并百般阻撓,導(dǎo)致這項(xiàng)提議擱淺.目前美國的無鉛化制程的實(shí)施要到2019年.日本 2019

4、年5月,日本政府宣布環(huán)保再生的相關(guān)法律.同時(shí)日本主要電子設(shè)備廠商自發(fā)組織并宣告在2019-2019年減少使用含鉛材料.無鉛錫膏發(fā)展現(xiàn)狀 日本 日本電機(jī)工業(yè)會(huì)日前決定從年月起，家用電器、重型電機(jī)和電子 計(jì)算機(jī)等新產(chǎn)品的生產(chǎn)都必須使用無鉛焊錫。日本各大電機(jī)公司已經(jīng)相繼成功開發(fā)多種無鉛焊錫材料，并已應(yīng)用到產(chǎn)品上。如SONY,FUJITSU等大型電子公司已基本實(shí)現(xiàn)無鉛化。 焊接性方面，現(xiàn)在仍然沒有能夠代替錫鉛合金的合金。Cu的Sn/Ag錫膏在機(jī)械強(qiáng)度和延展性方面優(yōu)于其他合金,比較有希望代替錫鉛合金。無鉛錫膏發(fā)展現(xiàn)狀Sn-Ag-Cu (Eutectic 217C). (如: Sn95.5Ag4.0Cu0

5、.5) 其它的合金是 :Sn99.3/0.7Cu (Eutectic 227C) Sn96.5/3.5Ag (Eutectic 221C) Sn-Ag-Bi( 200C - 210C ) 如: Sn93.5-Ag3.5-Bi3.0 ( 206C - 213C ) Sn 錫 Cu 銅 Sb 銻 Ag 銀 Bi- 鉍 Zn 鋅下面是有可能代替Sn/Pb的是 :各金屬基本儲(chǔ)量的估計(jì)元素 全球需量(萬噸) 全球儲(chǔ)量(萬噸) 剩余儲(chǔ)量(萬噸) 銀 13,500 15,000 1,500鉍 4000 8000 4000銅 8,000,000 10,200,000 2,200,000銦 100 200 10

6、0銻 78,200 122,300 44,100錫 220,000 300,000 80,000常用金屬參考金屬價(jià)格($/lb)合 金價(jià)格($/lb)Sb(銻）Bi(鉍）Cd(鎘）Cu(銅）In(銦）Pb(鉛）P(磷）Ag(銀）Sn(錫）Zn(鋅）1.752.4631.157.750.342379.112.610.55Sn91/Zn9Sn42/Bi58Sn68/Cd32Sn58/In42Sn63/Pb37Sn62/Pb36/Ag2Sn96.5/Ag3.5Sn65/Ag25/Sb10Sn95/Pb5In75/Sn252.432.522.7325.761.773.325.2921.882.5743

7、.96最新的無鉛基準(zhǔn)由于鉛在各種金屬中的存在，對與無鉛來講是相對而言的，且在無鉛焊料的采礦以及制做過程中，都可能有鉛的存在和加入。根據(jù)IPC最新的規(guī)定鉛含量在1000Dppm以下的焊料就符合無鉛焊料的概念?？评o鉛基準(zhǔn)是鉛含量小于500Dppm，現(xiàn)在可以作到100Dppm，但是成本會(huì)有較大幅度的上升。推行過程中的問題價(jià)格 可靠性 元件對高溫的反映 什么是無鉛錫膏？ 供應(yīng)鏈 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)返修 元件焊接端與材料、元件和設(shè)備不相容設(shè)備、工藝限制有限的工藝窗口波峰焊工序要優(yōu)化清洗工序限制推行過程中需要解決的問題科利泰專利無鉛錫膏美國專利號(hào) 5，435，857專利日期 7-25-2019提供替換當(dāng)前Sn/

8、Pb 的錫膏溫度范圍在170。C-200 。C之間固態(tài)-188 。C，液態(tài)-197 。C關(guān)鍵成份Sn/In/Ag/Sb或Bi過去10年來的發(fā)展合金 專利所屬 固相溫度 液相溫度Sn77.2/In20/Ag2.8 銦公司 175。C 187 。C Sn95.5/Ag3.8/Cu0.7 愛荷華州立大學(xué) 217 。C E 217 。C ESn86/In10.5/Ag2.0/Bi1.5 科利泰 179 。C 188 。C Sn96.2/Ag2.5/Sb0.5/Cu0.8 Aim(castin) 219 。C E 219 。C ESn99.3/Cu0.7 錫研究機(jī)構(gòu) 227 。C 227 。C Sn80

9、/In10/Bi9.5/Ag0.5 福特馬達(dá)公司 179 。C 200 。C 無鉛錫膏中的參數(shù)要求熔點(diǎn)：接近現(xiàn)行的Sn63/Pb37的熔點(diǎn)183。C，或力 求保持在200。C以下的范圍；特性：焊接效果與常用錫膏一樣或常用錫膏更好；其他：用DIP、SMT和維修方面都一樣，并且要免洗無鉛合金的物理特性Vs Sn63/Pb37Sn42/Bi58熔點(diǎn)硬度熱膨脹系數(shù)拉力強(qiáng)度電阻率(uohm-cm)Qualitek No-leadSn96.5/Ag3.5Sn63/Pb37138C188-197C221C183C22HB13HB14.8HB14HB13.824.5PureSn=23.524.75400psi

10、7450psi8245psi7500psi34.516.312.3114.5回焊外觀圖Sn95.5/Ag4/Cu0.5錫銀銅的回焊考量TemperaturesHeater Set-point 280 - 32521730-60 seconds liquidusTin / Lead Profile235 - 280260Danger Zone25022018340CTin / Silver / Copper10CTemperaturesHeater Set-point 典型的無鉛錫膏合金熔點(diǎn)強(qiáng)度可潤性溫度疲勞特點(diǎn)Sn/AgSn-3.5AgSn-3.5Ag-0.7CuSn-3.5Ag-4.8Bi2

11、16-221共晶優(yōu)良中等優(yōu)良Sn/BiSn-58BiSn-7.5Bi-2Ag-0.5CuSn-2Ag-22Bi139-200中等中等優(yōu)良Sn/CuSn-0.7Cu227中等中等？Sn/ZnSn-9ZnSn-8Zn-3Bi190-199Eutectic優(yōu)良差優(yōu)良（大阪大學(xué) 菅沼教授）10020015050熔點(diǎn)溫度138 。C90sec(soak time)150secTime: IN SecondAlloy Sn42/Bi58 No-CleanTemp:IN 。CReflow Profiles Max 175 。C Min 160 。CReflow ProfilesAlloy Sn63/Pb37

12、 No-Clean60sec(soak time)120sec50100150200250熔點(diǎn)溫度183 。C Max 220 。C Min 205 。CTime: IN SecondTemp:IN 。CReflow ProfilesAlloy Sn96.5/Ag3.5 No-CleanTemp:IN 。CTime: IN Second5010015020025060sec(soak time)120sec熔點(diǎn)溫度221 。CMax 249 。CMin 235 。C零件焊端鎳/鈀鎳/金銀/鉑銀/鈀鉑/鈀/銀銀金鎳/金/銅錫錫/鉛PCB 覆層錫 鎳上鍍錫鎳上鍍金鈀鎳上鍍鈀銀OSP(防氧化覆層)錫

13、鉛 Sn42/Bi58 Qualitek LF88 Sn96.5/Ag3.5 Sn99.3/Cu0.7 Sn95.5/Ag4/Cu0.5 Sn63/Pb37熔點(diǎn)138。C188-197。C221。C227。C217219。C 183。C硬度熱膨脹系數(shù)電阻率(Uohm-cm)密度電導(dǎo)率%IACS拉力強(qiáng)度22HB 13HB 14.8HV 9 HB 15HB 14HB13.8 24.5 30.2 Pure Sn=23.5 Prue Sn=23.5 24.7 34.5 16.3 12.31 - 13 14.55400psi 7450psi 8450psi 4300psi 6800psi 7500psi8.72 7.37 7.37 7.3 7.39 8.344.5%IACS 14%IACS 14%IACS 16IAC