《SMT無鉛制程教材》課件

SMT無鉛制程教材歡迎來到SMT無鉛制程教材。本課程將全面介紹無鉛焊接技術，包括其發(fā)展、優(yōu)勢、挑戰(zhàn)及具體工藝流程。讓我們一起探索電子制造業(yè)的綠色革命。課程目標掌握無鉛制程基礎知識了解無鉛焊接的原理、優(yōu)勢和挑戰(zhàn)。熟悉無鉛焊料特性學習各種無鉛焊料的性能和應用。掌握無鉛焊接工藝深入了解回流焊和波峰焊等工藝。了解可靠性測試方法學習無鉛焊接的檢測和可靠性評估技術。無鉛制程的來源和發(fā)展12000年前傳統(tǒng)含鉛焊料廣泛應用于電子制造業(yè)。22002年歐盟通過RoHS指令，限制電子產(chǎn)品中鉛的使用。32006年RoHS指令正式實施，推動無鉛制程快速發(fā)展。4現(xiàn)在無鉛制程成為電子制造業(yè)的主流技術。無鉛制程的優(yōu)勢環(huán)保減少有毒重金屬污染，保護生態(tài)環(huán)境。健康降低工人和消費者接觸鉛的風險?？苫厥仗岣唠娮赢a(chǎn)品的回收利用率。全球化符合國際環(huán)保法規(guī)，便于產(chǎn)品出口。無鉛制程的挑戰(zhàn)高熔點無鉛焊料熔點較高，需要更高的焊接溫度。潤濕性部分無鉛焊料的潤濕性不如傳統(tǒng)含鉛焊料。成本增加無鉛材料和設備成本較高，增加了生產(chǎn)成本。工藝窗口無鉛制程的工藝窗口較窄，要求更精確的控制。無鉛焊料的種類錫銀銅（SAC）合金最常用的無鉛焊料，如SAC305（96.5%錫、3%銀、0.5%銅）。錫銅（SnCu）合金成本較低，適用于一些對性能要求不高的應用。錫銀（SnAg）合金具有良好的機械性能，但成本較高。錫鋅（SnZn）合金熔點較低，但易氧化，應用相對較少。無鉛焊料的熔點217°CSAC305熔點常用SAC合金的熔點，高于傳統(tǒng)含鉛焊料。227°C純錫熔點純錫的熔點，是許多無鉛焊料的基礎。138°C傳統(tǒng)焊料熔點63/37錫鉛焊料的熔點，作為對比。無鉛焊料的流動性合金成分不同元素的比例影響焊料的流動性。溫度控制焊接溫度對焊料流動性有顯著影響。表面張力影響焊料在焊盤上的鋪展和填充能力。氧化程度氧化會降低焊料的流動性，需要控制。無鉛焊料的潤濕性1表面清潔度焊盤表面的清潔度直接影響潤濕性。2焊劑活性適當?shù)暮竸┛梢燥@著提高潤濕性。3焊接溫度溫度過低會導致潤濕不良。4焊料合金不同合金的潤濕性能有所差異。無鉛焊料的機械性能無鉛制程的焊接工藝回流焊適用于表面貼裝（SMT）工藝。波峰焊適用于插件（THT）和混合工藝。手工焊用于返工和小批量生產(chǎn)。選擇性焊接適用于局部焊接需求?；亓骱腹に?預熱緩慢升溫，活化焊劑。2恒溫均勻加熱，消除溫度梯度。3回流溫度達到焊料熔點，形成焊點。4冷卻控制冷卻速率，形成良好焊點結構?；亓骱腹に嚨年P鍵參數(shù)1峰值溫度通常比焊料熔點高20-30°C。2回流時間焊料熔化狀態(tài)持續(xù)30-90秒。3升溫速率控制在1-3°C/秒。4冷卻速率通?？刂圃?-4°C/秒?；亓骱腹に嚨暮附尤毕莺噶蠘蚪酉噜徍更c連接在一起，導致短路。虛焊焊點外觀正常但內部連接不良。焊料飛濺焊料飛濺到非焊接區(qū)域。元件翹起元件一端或多端抬起。波峰焊工藝1預熱活化焊劑，減少熱沖擊。2噴涂焊劑保護焊點，提高潤濕性。3焊接PCB與焊料波接觸，形成焊點。4冷卻控制冷卻速率，確保焊點質量。波峰焊工藝的關鍵參數(shù)焊料溫度通常控制在250-260°C。傳送速度影響焊接時間，通常1-2米/分鐘。波峰高度確保充分接觸，通常4-8毫米。預熱溫度通?？刂圃?0-120°C。波峰焊工藝的焊接缺陷焊料短路相鄰引腳間形成焊接橋接。焊料不足焊點量不足，無法形成可靠連接。引腳空焊某些引腳未被焊料覆蓋。錫珠PCB表面出現(xiàn)多余的小錫球。無鉛制程的清洗工藝水基清洗使用去離子水和專用清洗劑，環(huán)保但干燥時間長。有機溶劑清洗清洗效果好，但有環(huán)境和健康風險。半水基清洗結合水基和有機溶劑的優(yōu)點，平衡性能和環(huán)保。無鉛制程的焊接檢測目視檢查快速但依賴檢查員經(jīng)驗。顯微鏡檢查可發(fā)現(xiàn)微小缺陷。X射線檢測可檢查隱藏焊點。3DAOI自動光學檢測，效率高。X射線檢測微斷面檢測樣品制備切割、磨制和拋光焊點截面。顯微鏡觀察使用高倍顯微鏡觀察焊點內部結構。圖像分析測量焊點尺寸、觀察金屬間化合物。報告生成記錄觀察結果，評估焊點質量。無鉛制程的可靠性1材料選擇選擇合適的無鉛焊料和基板材料。2工藝控制嚴格控制焊接參數(shù)和清洗工藝。3設計優(yōu)化考慮無鉛工藝特點進行PCB和元件設計。4可靠性測試進行各種加速壽命測試驗證產(chǎn)品可靠性。無鉛制程的失效機理焊點開裂由于熱應力或機械應力導致焊點產(chǎn)生裂紋。金屬間化合物生長過度生長會導致焊點脆化。錫須生長形成導電的錫晶須，可能導致短路。焊點疲勞由于溫度循環(huán)導致的累積損傷。無鉛制程的可靠性測試熱沖擊測試模擬極端溫度變化。濕熱測試評估高溫高濕環(huán)境下的性能。振動測試模擬運輸和使用中的振動。跌落測試評估產(chǎn)品抗沖擊能力。加速壽命試驗1設計試驗方案確定加速因子和樣本數(shù)量。2準備樣品制作代表性的測試樣品。3進行測試在加速條件下進行測試。4數(shù)據(jù)分析使用統(tǒng)計方法分析測試數(shù)據(jù)。5壽命預測推算產(chǎn)品在正常使用條件下的壽命。溫度循環(huán)試驗-40°C低溫極限模擬極端低溫環(huán)境。125°C高溫極限模擬極端高溫環(huán)境。1000循環(huán)次數(shù)典型的溫度循環(huán)測試次數(shù)。濕熱試驗高溫高濕環(huán)境通常在85°C，85%相對濕度下進行。長時間暴露測試持續(xù)時間可達1000小時或更長。定期檢查定期檢查樣品外觀和電氣性能。失效分析對失效樣品進行詳細分析。振動試驗正弦振動以固定頻率或掃頻方式進行，模擬特定振動環(huán)境。隨機振動模擬實際使用中的復雜振動環(huán)境，更接近現(xiàn)實情況。沖擊測