物料管理-无铅生产物料管理课件(ppt 71页)

无铅生产物料管理无铅生产物料管理 顾霭云顾霭云 内容内容 一元器件采购技术要求一元器件采购技术要求 二二无铅元器件、无铅元器件、PCBPCB、焊膏的选择与评估、焊膏的选择与评估 三三表面组装元器件的运输和存储表面组装元器件的运输和存储 四四 SMDSMD潮湿敏感等级潮湿敏感等级及去潮烘烤原则及去潮烘烤原则 五从有铅向无铅过度时期生产线管理五从有铅向无铅过度时期生产线管理 材料兼容性、材料识别、元器件编号方式、材料兼容性、材料识别、元器件编号方式、 材料控制自动化材料控制自动化 一元器件采购技术要求一元器件采购技术要求 稳定的原材料货源与质量稳定的原材料货源与质量 是保证是保证SMTSMT质量的基础。质量的基础。 供应链管理供应链管理 1 1 采购控制采购控制 根据采购产品的重要性，将供方和采购产品 分类。对供方要有一套选择、评定和控制的办法， 采购合格产品。 制定一套严格的进货检验和验证制度。 SMTSMT主要控制：元器件、主要控制：元器件、 工艺材料、 工艺材料、PCBPCB加工加工 质量、模板加工质量。质量、模板加工质量。 （1 1）对采购过程的控制）对采购过程的控制 a. a. 根据所采购产品对产品实现过程及最终产品的影响根据所采购产品对产品实现过程及最终产品的影响 大小来决定其控制的程度，可大小来决定其控制的程度，可根据采购产品的重要根据采购产品的重要 性，将性，将供方供方和和采购产品采购产品分为分为A A、B B、C C三类三类。对分包。对分包 和生产外包等和生产外包等“ “外包过程外包过程” ”，按采购条款控制。，按采购条款控制。 b. b. 对供方提供产品的能力作评价对供方提供产品的能力作评价。对供方要有一套选。对供方要有一套选 择、评定和控制的办法，择、评定和控制的办法，向合格供方采购向合格供方采购。 （2 2）对采购产品实施检验、验证、）对采购产品实施检验、验证、 确保采购产品满足规定的要求确保采购产品满足规定的要求 要制定一套严格的要制定一套严格的进货检验进货检验和和验证制度验证制度，检验人员，检验人员 、设备和检验规程都到位。、设备和检验规程都到位。 （3 3）采购产品的存放、保管、发放均有一套严格）采购产品的存放、保管、发放均有一套严格 的管理制度，做到帐、物、卡相符，库管人员受的管理制度，做到帐、物、卡相符，库管人员受 到培训、库房条件能保证存品的质量不至于受损到培训、库房条件能保证存品的质量不至于受损 。 二二无铅元器件、无铅元器件、PCBPCB、焊膏的选择与评估、焊膏的选择与评估 1 1无铅元器件的评估无铅元器件的评估 2 2无铅无铅PCBPCB的评估的评估 3 3无铅焊膏的选择与评估无铅焊膏的选择与评估 来料检测主要项目来料检测主要项目 1 1无铅元器件的评估无铅元器件的评估 元器件质量控制元器件质量控制 (a)尽量定点采购要与元件厂签协议，必须满足可贴性、 可焊性和可靠性的要求； (b)如果分散采购，要建立入厂检验制度，抽测以下项目： 电性能、 外观（共面性、标识、封装尺寸、包装形式）可 焊性（包括润湿性试验、抗金属分解试验）。 (c)防静电措施。 (d)注意防潮保存。 (e)元器件的存放、保管、发放均有一套严格的管理制度，做 到先进先出、帐、物、卡相符，库管人员受到培训、库房 条件能保证元器件的质量不至于受损。 a 目视或用放大镜检查元器件的焊端或引脚表面是否氧化 、有无污染物。 b 元器件的标称值、规格、型号、精度等应与产品工艺要 求相符。 c SOT、SOIC的引脚不能变形, 对引线间距为0.65mm以下的 多引线器件QFP其引脚共面性应小于0.1mm（可通过贴装 机光学检测）。 d 要求清洗的产品，清洗后元器件的标记不脱落，且不影 响元器件性能和可靠性。 SMC/SMDSMC/SMD主要检测项目：主要检测项目： 可焊性、耐焊性、引脚共面性和使用性可焊性、耐焊性、引脚共面性和使用性 加工车间可做以下外观检查：加工车间可做以下外观检查： 可焊性、耐焊性测试方法 检测的焊端 无铅波峰焊元件可焊性试验无铅波峰焊元件可焊性试验 1.52mm1.52mm 无铅回流焊元件可焊性试验无铅回流焊元件可焊性试验 无铅波峰焊元件耐焊接热试验无铅波峰焊元件耐焊接热试验 无铅回流焊元件耐焊接热试验无铅回流焊元件耐焊接热试验 2 2无铅无铅PCBPCB的评估的评估 目前应用最多的目前应用最多的PCBPCB材料材料FR-4FR-4耐高温极限耐高温极限240240 无铅工艺对无铅工艺对PCBPCB的要求的要求 无铅工艺要求高玻璃化转变温度无铅工艺要求高玻璃化转变温度g g。 要求低热膨胀系数要求低热膨胀系数CTECTE。 ( (径向、纬向尺寸变化）稳定性好。径向、纬向尺寸变化）稳定性好。 要求高的要求高的PCBPCB分解温度分解温度d d。 高耐热性：高耐热性：T T288 288（耐 （耐288288的高温剥离强度，不分层）的高温剥离强度，不分层） PCBPCB吸水率小（吸水率小（PCBPCB吸潮也会造成焊接缺陷）吸潮也会造成焊接缺陷） 低成本。低成本。 g g是聚合物特有的性能，是决定材是聚合物特有的性能，是决定材 料性能的临界温度。料性能的临界温度。是选择基板的 一个关键参数。 环氧树脂的Tg在125140 左右（改 良环氧树脂的Tg 可达150170 ） ，在在SMTSMT焊接过程中，焊接温度远焊接过程中，焊接温度远 远高于远高于PCBPCB基板的基板的g g，容易造成，容易造成 PCBPCB的的热变形热变形，严重时会，严重时会损坏元器损坏元器 件件。 Tg应高于电路工作温度。 无铅工艺要求高玻璃化转变温度无铅工艺要求高玻璃化转变温度g g PCB热应力会损坏元件 当焊接温度增加时，多层结构当焊接温度增加时，多层结构PCBPCB的的Z Z轴与轴与XYXY方向的层压方向的层压 材料、玻璃纤维、以及材料、玻璃纤维、以及CuCu之间的之间的CTECTE不匹配，将在不匹配，将在CuCu上产生上产生 很大的应力，严重时会造成金属化孔镀层断裂而失效。这是很大的应力，严重时会造成金属化孔镀层断裂而失效。这是 一个相当复杂的问题，因为它取决于很多变量，如一个相当复杂的问题，因为它取决于很多变量，如PCBPCB层数层数 、厚度、层压材料、焊接曲线、以及、厚度、层压材料、焊接曲线、以及CuCu的分布、过孔的几何的分布、过孔的几何 形状（如纵横比）等。形状（如纵横比）等。 克服多层板金属化孔断裂的措施：克服多层板金属化孔断裂的措施： 凹蚀工艺凹蚀工艺电镀前在孔内侧除掉树电镀前在孔内侧除掉树 脂脂/ /玻璃纤维，以增强金属化孔壁与多玻璃纤维，以增强金属化孔壁与多 层板的结合力。凹蚀深度为层板的结合力。凹蚀深度为13-2013-20mm。 凹蚀示意图 要求低热膨胀系数要求低热膨胀系数CTE CTE 高高PCBPCB分解温度分解温度d d：d d是树脂的物理和化学分解是树脂的物理和化学分解 温度，当焊接温度超过温度，当焊接温度超过d d，由于化学链接的断裂，由于化学链接的断裂 损坏损坏PCBPCB基材。基材。 高耐热性：高耐热性：二次回流二次回流PCBPCB不变形。不变形。 有铅有铅T T260 260/ /耐耐50s;50s; 无铅无铅T T260 260 30min,T30min,T288 288 15min,T15min,T300 300 2min2min 薄板还可用薄板还可用FR-4FR-4 厚板采用 厚板采用 FR-5FR-5 低成本：低成本： FR-5FR-5 的成本比较高；的成本比较高； FR-4FR-4 CEMnCEMn（表面和芯部由不同（表面和芯部由不同 材料构成的刚性复合基材料构成的刚性复合基CCLCCL，简称，简称CEMCEM） PCBPCB吸潮也会造成焊接缺陷吸潮也会造成焊接缺陷 PCBPCB分层分层 焊盘附着力降低焊盘附着力降低 阻焊膜起泡、脱落阻焊膜起泡、脱落 锡珠锡珠 焊点润湿性差焊点润湿性差等等 因此因此PCBPCB受潮也需要去潮烘烤受潮也需要去潮烘烤 PCBPCB加工质量检测报告加工质量检测报告 PCBPCB加工质量检测报告（续）加工质量检测报告（续） a PCB的焊盘图形及尺寸、阻焊膜、丝网、导通孔的设置应符合SMT印 制电路板设计要求。（举例：检查焊盘间距是否合理、丝网是否印 到焊盘上、导通孔是否做在焊盘上等） b PCB的外形尺寸应一致，PCB 的外形尺寸、定位孔、基准标志等应 满足生产线设备的要求。 c PCB允许翘曲尺寸：波峰焊0.81%，再流焊 0.75% 向上/凸面：最大0.2mm/50mm长度 凸面 最大0.5mm/整块PCB长度方向 向下/凹面：最大0.2mm/50mm长度 凹面 最大1.5mm/整块PCB长度方向 SMTSMT加工厂对印加工厂对印制电路板制电路板(PCB)(PCB)的检测项目的检测项目 3 3无铅焊膏的选择与评估无铅焊膏的选择与评估 无铅焊膏的选择与评估无铅焊膏的选择与评估 （a a）无铅焊膏与有铅焊膏一样，生产厂家、规格很多。即便）无铅焊膏与有铅焊膏一样，生产厂家、规格很多。即便 是同一厂家，也有合金成分、颗粒度、黏度、免清洗、溶是同一厂家，也有合金成分、颗粒度、黏度、免清洗、溶 剂清洗、水清洗等方面的差别。主要根据电子产品来选择剂清洗、水清洗等方面的差别。主要根据电子产品来选择 。例如尽量选择与元件焊端一致的合金成分。例如尽量选择与元件焊端一致的合金成分。 （b b）应多选择几家公司的焊膏做工艺试验多选择几家公司的焊膏做工艺试验，对印刷性、脱膜 性、触变性、粘结性、润湿性以及焊点缺陷、残留物等做 比较比较和评估和评估，有条件的企业可对焊膏进行认证和测试有条件的企业可对焊膏进行认证和测试。有有 高品质要求的产品必须对焊点做可靠性认证高品质要求的产品必须对焊点做可靠性认证。 （c c）由于润湿性差，因此无铅焊膏的管理比有铅更加严格无铅焊膏的管理比有铅更加严格。 锡膏认证测试内容锡膏认证测试内容 锡粉粒径及形状锡粉粒径及形状 助焊剂含有量助焊剂含有量 黏度测试黏度测试 黏着指数测试黏着指数测试 印刷性测试印刷性测试 铬酸银试验铬酸银试验 铜镜试验、铜板腐蚀试验铜镜试验、铜板腐蚀试验 卤素含有量试验卤素含有量试验 锡球试验锡球试验 坍塌试验坍塌试验 湿润性试验等湿润性试验等 无无铅焊膏铅焊膏物理特性物理特性的评估的评估项目项目 项目特性值试验方法 水溶液阻抗（.m）1103以上IPC-TM-650 助焊剂含有量（wt%） 10.50.03 IPC-TM-650 卤素含量（wt%）0.070.02 IPC-TM-650 铜镜腐蚀试验合格IPC-TM-650 粉末形状及粒度（um） 型号1 型号2IPC-TM-650 球形1038球形2045 熔点（）216221 IPC-TM-650 助焊剂中氟化物试验不含氟化物IPC-TM-650 绝缘阻抗40 90%11012以上IPC-TM-650 85 85%5108以上 助焊剂残渣腐蚀性试验无腐蚀IPC-TM-650 无无铅焊膏铅焊膏物理特性物理特性的评估的评估项目（续）项目（续） 印刷性型号1型号2IPC-TM-650 0.4mm间距0.5mm间距 黏度（Pa.s） 18020 IPC-TM-650 印刷性塌陷性无0.2mm桥连IPC-TM-650 加热性塌陷性无0.2mm桥连IPC-TM-650 粘着性初期1.0N以上IPC-TM-650 24小时后1.0N以上 湿润率wetting 2级（铜板） IPC-TM-650 锡球试验初期13级IPC-TM-650 24小时后13级 回流后残余物粘着性无粘着性IPC-TM-650 迁移试验无发生IPC-TM-650 三三表面组装元器件的运输和存储表面组装元器件的运输和存储 （国际电工委员会（国际电工委员会IECIEC标准）标准） 不适合的运输和存储条件会导致元器件质量下降， 引起可焊性差，造成各种焊接缺陷。 运输条件运输条件 应带包装运输，避免超温、超湿以及机械力的影响。 最低温度： 40 温度变化：在40 / 30 范围内 低压：30Kpa 压力变化：6Kpa/min 运输时包装箱不可变形，并不应有直接作用在内部包装 上的力。 总运输时间（指不在受控的存储时间）尽可能短。最好 10天。 运输条件取决于电子元器件的敏感性。优先选择受控的 货舱空运。不建议海运。 存储条件 温度： 40 30 相对湿度：10% 75% 总共存储时间：不应超过2年（从制造到用户使用）。 到用户手中至少有一年的使用期。 存储期间不应打开最小包装单元（SPU）， SPU最好保 持原始包装。 不要存储在有害气体和有害电磁场在环境中。 使用时遵循先到先用的原则 静电敏感元器件（SSD）运输、存储、使用要求 (a) SSD运输过程中不得掉落在地，不得任意脱离包装。 (b) 存放SSD的库房相对湿度： 3040%RH。 (c) SSD存放过程中保持原包装，若须更换包装时，要使 用具有防静电性能的容器。 (d) 库房里，在放置SSD器件的位置上应贴有防静电专用 标签。 防静电警示标志 (e) 发放SSD器件时应用目测的方法，在SSD器件的原包 装内清点数量。 （1 1） MSDMSD潮湿敏感等级潮湿敏感等级 （2 2）湿敏元件管理措施湿敏元件管理措施 （3 3）去潮烘烤原则去潮烘烤原则 （4 4）去潮处理注意事项）去潮处理注意事项 MSDMSD的分类、处理、包装、运输和使用标准：的分类、处理、包装、运输和使用标准：J-STD-023 J-STD-023 四四 潮湿敏感器件（潮湿敏感器件（MSDMSD）等级及去潮烘烤原则）等级及去潮烘烤原则 （1 1）MSDMSD潮湿敏感等级潮湿敏感等级 敏感性 芯片拆封后置放环境条件 拆封后必须使用的期限 （标签上最低耐受时间） 1级 30，90%RH 无限期 2级 30，60%RH 1年 2a级 30，60%RH 4周 3级 30，60%RH 168小时 4级 30，60%RH 72小时 5级 30，60%RH 48小时 5a级 30，60%RH 24小时 （2 2）湿敏元件管理措施）湿敏元件管理措施 （a a）设计在明细表中应注明元件潮湿敏感度）设计在明细表中应注明元件潮湿敏感度 （b b）工艺要对潮湿敏感元件做时间控制标签）工艺要对潮湿敏感元件做时间控制标签 （要累积潮湿暴露的时间，记录表的内容包括：最初打（要累积潮湿暴露的时间，记录表的内容包括：最初打 开时的日期与时间；干燥储存的时间，器件进入和移开时的日期与时间；干燥储存的时间，器件进入和移 出干燥室或干燥袋的日期与时间）出干燥室或干燥袋的日期与时间） （c c）对已受潮元件进行去潮处理，去潮后及时使用，）对已受潮元件进行去潮处理，去潮后及时使用， 剩下的元件在干燥的环境中保存。剩下的元件在干燥的环境中保存。 （d d）再流焊时）再流焊时缓慢升温缓慢升温；尽量降低峰值温度；让小元尽量降低峰值温度；让小元 件等着大元件达到焊接条件。件等着大元件达到焊接条件。 （3 3）湿敏元件去潮烘烤原则）湿敏元件去潮烘烤原则 a 领料时进行核对器件的潮湿敏感度等级。无铅焊接时，湿湿 敏元件降级使用，根据敏元件降级使用，根据温度每提高温度每提高1010，潮湿敏感元件（，潮湿敏感元件（ MSLMSL）的敏感度升一级的推理，）的敏感度升一级的推理，过去不被看作湿敏的元件过去不被看作湿敏的元件 （包括连接器和某些无源元件）也必须谨慎处理。（包括连接器和某些无源元件）也必须谨慎处理。包括包括 PCBPCB受潮处理。受潮处理。 b 对于有防潮要求的器件，检查是否受潮。开封后检查包装 内附的湿度显示卡，当指示湿度20（在235时 读取）,说明器件已经受潮，对受潮器件进行去潮处理。 c c 去潮的方法可采用电热鼓风干燥箱。去潮的方法可采用电热鼓风干燥箱。对于包装在对于包装在 高温托盘内的器件，高温托盘内的器件，根据潮湿敏感度等级在根据潮湿敏感度等级在 12511251下烘烤下烘烤121248h48h；在卷盘和低温脱盘上的在卷盘和低温脱盘上的 元件必须以元件必须以4040烘焙烘焙6868天。大部分公司，这样做天。大部分公司，这样做 简直是不可能的。简直是不可能的。 建议：建议： 尽量通过管理，不要使器件受潮，尽量避免烘烤尽量通过管理，不要使器件受潮，尽量避免烘烤 （4 4）去潮处理注意事项）去潮处理注意事项 a 应把器件码放在耐高温(大于150) 防静电塑料托盘中进行烘烤； b 烘箱要确保接地良好，操作人员手腕带接地良好的防静电手镯； c 操作过程中要轻拿轻放，注意保护器件的引脚，引脚不能有任何变 形和损坏。 对于有防潮要求器件的存放和使用： 开封后的器件和经过烘烤处理的器件必须存放在相对湿度10 的环境下（干燥箱或干燥塔），贴装时随取随用；开封后，在环境温 度30，相对湿度60的环境下72小时（4级）内完成贴装；当天 没有贴完的器件，应存放在233、相对湿度10的环境下。 五五无铅制程现场管理案例无铅制程现场管理案例 1 1无铅元件与有铅元件混淆。无铅元件与有铅元件混淆。 无铅波峰焊时混入有铅元件，造成焊料污染，必须换锡。无铅波峰焊时混入有铅元件，造成焊料污染，必须换锡。 有铅工艺无意遇到无铅元件，发生了严重的可靠性问题。有铅工艺无意遇到无铅元件，发生了严重的可靠性问题。 无铅工艺没有对湿敏元件采取措施，造成损失。无铅工艺没有对湿敏元件采取措施，造成损失。 2 2无铅焊膏与有铅焊膏混淆。无铅焊膏与有铅焊膏混淆。 3 3有铅有铅工艺无意遇到无铅工艺无意遇到无铅PCBPCB。 4 4无铅返修时采用有铅焊料和助焊剂。无铅返修时采用有铅焊料和助焊剂。 六从有铅向无铅过度时期生产线管理六从有铅向无铅过度时期生产线管理 1 1过渡的特殊阶段过渡的特殊阶段的可靠性问题的可靠性问题令人担忧令人担忧 2 2必须考虑相容性必须考虑相容性( (材料、工艺、设计材料、工艺、设计) ) 3 3元器件、元器件、PCBPCB、工艺材料的识别、工艺材料的识别 4 4元器件编号方式元器件编号方式 5 5材料管理自动化材料管理自动化 6 6生产线设置验证生产线设置验证 7 7可追溯性与材料清单可追溯性与材料清单 1 1 过渡的特殊阶段的可靠性问题过渡的特殊阶段的可靠性问题令人担忧令人担忧 当前正处在从有铅向无铅焊接过渡的特殊阶段，无铅当前正处在从有铅向无铅焊接过渡的特殊阶段，无铅 材料、印制板、元器件、检测、等方面都没有标准，材料、印制板、元器件、检测、等方面都没有标准， 甚至可靠性的测试方法也没有标准的情况下，可靠性甚至可靠性的测试方法也没有标准的情况下，可靠性 是非常让人们担忧的。现阶段的无铅工艺，特别是在是非常让人们担忧的。现阶段的无铅工艺，特别是在 国内处于比较混乱的阶段。由于有铅和无铅混用时，国内处于比较混乱的阶段。由于有铅和无铅混用时， 特别是当无铅焊端的元器件采用有铅焊料和有铅工艺特别是当无铅焊端的元器件采用有铅焊料和有铅工艺 时会发生严重的可靠性问题。时会发生严重的可靠性问题。 有的有的SMTSMT加工厂，虽然还没有启动无铅工艺，但是也遇加工厂，虽然还没有启动无铅工艺，但是也遇 到了无铅元器件，特别是到了无铅元器件，特别是BGAC SPBGAC SP和和LLPLLP。有的元件厂。有的元件厂 已经不生产有铅的器件了，因此采购不到有铅器件了，已经不生产有铅的器件了，因此采购不到有铅器件了， 这种这种知道采购的器件是无铅的情况还不可怕，因为可以知道采购的器件是无铅的情况还不可怕，因为可以 通过提高焊接温度，一般提高到通过提高焊接温度，一般提高到230235230235就可以。就可以。还有还有 一种措施可以采用无铅焊料和无铅工艺，因为目前过度一种措施可以采用无铅焊料和无铅工艺，因为目前过度 阶段普遍情况是无铅焊料、无铅工艺和有铅焊端混用，阶段普遍情况是无铅焊料、无铅工艺和有铅焊端混用， 其可靠性还是可以被接受的。但是其可靠性还是可以被接受的。但是最糟糕的是无意中遇最糟糕的是无意中遇 到了无铅元器件，生产前没有发现，生产中还是采用有到了无铅元器件，生产前没有发现，生产中还是采用有 铅焊料和有铅工艺，结果非常糟糕，铅焊料和有铅工艺，结果非常糟糕，因为有铅焊料、有因为有铅焊料、有 铅工艺和无铅焊端混用效果最差。铅工艺和无铅焊端混用效果最差。 2 2必须考虑相容性必须考虑相容性( (材料、工艺、设计材料、工艺、设计) ) （1 1）材料相容性）材料相容性 焊料合金和助焊剂焊料合金和助焊剂 焊料和元器件焊料和元器件 焊料和焊料和PCBPCB焊盘涂镀层焊盘涂镀层 （2 2）工艺相容性（再流焊、波峰焊和返修工艺）工艺相容性（再流焊、波峰焊和返修工艺） （3 3）设计相容性）设计相容性 （1 1）材料相容性）材料相容性 无铅焊料需较高的焊接温度，因此助焊剂应耐高温； 还要考虑助焊剂和焊料合金间的化学反应，否则会影响 焊膏的流变学特性； 无铅焊膏中助焊剂的比例多，焊后残留物多，应考虑 ICT测试针的穿透性； 还应考虑助焊剂残留物电迁移方面影响。 （a a）焊料合金和助焊剂间的相容性）焊料合金和助焊剂间的相容性 无铅合金的助焊剂必须重新配制无铅合金的助焊剂必须重新配制 （b b）焊料和元器件相容性（前向后向）焊料和元器件相容性（前向后向） 因此过度阶段务必注意制定严格的物料管理制度，千因此过度阶段务必注意制定严格的物料管理制度，千 万不能把有铅、无铅的元器件和焊膏等材料混淆。万不能把有铅、无铅的元器件和焊膏等材料混淆。 无铅焊料、无铅工艺与有铅元件（向前）是兼容的无铅焊料、无铅工艺与有铅元件（向前）是兼容的 有铅焊料、有铅工艺与无铅焊端（向后）是不兼容的有铅焊料、有铅工艺与无铅焊端（向后）是不兼容的 再流焊工艺中再流焊工艺中SAC焊料与有铅焊端混用，其可靠性 普遍认为是可以被接受的，但含铋焊料与有铅焊端含铋焊料与有铅焊端 混用是不相容的，混用是不相容的，BiBi与与PbPb会形成会形成9393的熔点，将严的熔点，将严 重影响可靠性。重影响可靠性。 波峰焊工艺中波峰焊工艺中无论采用无论采用SAC还是SC焊料，不允许使 用有铅元件，因此锡锅中的含铅量必须予以监控锡锅中的含铅量必须予以监控。 过渡阶段的过渡阶段的无铅焊接无铅焊接会用到有铅元件会用到有铅元件 有铅焊料、有铅工艺和无铅焊端混用可靠性最差。有铅焊料、有铅工艺和无铅焊端混用可靠性最差。 特别是特别是无铅无铅BGAC SPBGAC SP是不能用于有铅工艺的是不能用于有铅工艺的。 有铅焊料先熔，而无铅焊球不能完全熔化，使无铅焊球不能完全熔化，使BGABGA 、CSPCSP一侧原来的结构被破坏而造成失效。一侧原来的结构被破坏而造成失效。 如果焊接前发现了无铅元件，如果焊接前发现了无铅元件，首先要检查元件的最首先要检查元件的最 高承受温度和潮湿敏感度，进行去潮处理，然后在高承受温度和潮湿敏感度，进行去潮处理，然后在 元件能够承受的温度下，将峰值温度提高到元件能够承受的温度下，将峰值温度提高到 230235230235就可以。就可以。 过渡阶段的过渡阶段的有铅焊接有铅焊接会遇到无铅元件会遇到无铅元件 （c c）焊料和）焊料和PCBPCB焊盘涂镀层相容性焊盘涂镀层相容性 1 1、用非铅金属或无铅焊料合金取代、用非铅金属或无铅焊料合金取代Sn/PbSn/Pb热风整平（热风整平（ HASLHASL） 2、 Au/NiAu/Ni： 化学镀Ni和浸镀金（ENIG） 3、 OSPOSP：CuCu表面涂覆表面涂覆OSP OSP 4、 Immersion AgImmersion Ag：浸银工艺（IAg） 5、Immersion Immersion SnSn：浸锡工艺（ISnSn） 无铅无铅P PCBCB焊盘涂镀层主要有：焊盘涂镀层主要有： 1 1、用非铅金属或无铅焊料合金取代、用非铅金属或无铅焊料合金取代Sn/PbSn/Pb热风整平（热风整平（HASLHASL ） 可焊性好，但平整度较差，很难用于窄间距及小元件 。 2、化学镀Ni和浸镀金（ENIG） 具有良好的可焊性，但存在“ “金脆金脆” ”和“ “黑焊盘黑焊盘” ”现象。 3、 CuCu表面涂覆表面涂覆OSPOSP 可焊性、导电性、平面性好，但保存期短，不能回流很多可焊性、导电性、平面性好，但保存期短，不能回流很多 次，双面板回流工艺要注意，并次，双面板回流工艺要注意，并需要应用适合无铅高温的需要应用适合无铅高温的 OSPOSP材料。材料。 4 4、浸银工艺（、浸银工艺（I IAgAg） 是低成本的化学镀是低成本的化学镀NiNi和浸镀金（和浸镀金（ENIGENIG）替代工艺。）替代工艺。 但要精确控制但要精确控制I IAgAg的化学配方、厚度、表面平整度的化学配方、厚度、表面平整度 、以及银层内有机元素的分布等参数。、以及银层内有机元素的分布等参数。 5 5、浸锡工艺（、浸锡工艺（I ISnSn） I ISnSn比较便宜，新板的润湿性较好，但存贮一段时比较便宜，新板的润湿性较好，但存贮一段时 间后，或多次回流后润湿性下降快间后，或多次回流后润湿性下降快 ，甚至不能承受波，甚至不能承受波 峰焊前的一次再流焊峰焊前的一次再流焊 ，因此工艺性较差。，因此工艺性较差。 （d d）无铅焊接温度和）无铅焊接温度和PCBPCB基板材料的相容性基板材料的相容性 无铅无铅PCBPCB材料的材料的g g、CTECTE、d d、T T288 288、以及吸水率 以及吸水率 都要满足都要满足高温焊接的要求。否则会高温焊接的要求。否则会引起导通孔镀铜引起导通孔镀铜 层的破裂、层的破裂、PCBPCB分层、起泡等问题。分层、起泡等问题。 要根据电子产品、以及无铅焊接条件的具体情况进要根据电子产品、以及无铅焊接条件的具体情况进 行选择。例如行选择。例如CEM3CEM3，FR2FR2，FR4FR4，无卤素，柔性，无卤素，柔性 板等在无铅焊接工艺中都已经有了较多的应用。板等在无铅焊接工艺中都已经有了较多的应用。 （2 2）工艺相容性（再流焊、波峰焊和返修）工艺相容性（再流焊、波峰焊和返修） （a a）双面回流焊工艺一般采用同一种焊膏，比较简单。）双面回流焊工艺一般采用同一种焊膏，比较简单。 （b b）回流焊与波峰焊混合工艺，一般要求双面都采用）回流焊与波峰焊混合工艺，一般要求双面都采用SACSAC 焊料。如果波峰焊温度过高容易发生二次熔锡。焊料。如果波峰焊温度过高容易发生二次熔锡。 （c c）返修时应采用与原始工艺相同的焊料。）返修时应采用与原始工艺相同的焊料。 （d d）返修时应采用与原始工艺相同的助焊剂，否则容易与）返修时应采用与原始工艺相同的助焊剂，否则容易与 原始工艺的残留物起反应，在潮湿环境和一定电压下，原始工艺的残留物起反应，在潮湿环境和一定电压下， 导电体之间可能会发生电化学反应，引起表面绝缘电阻导电体之间可能会发生电化学反应，引起表面绝缘电阻 （SIRSIR）下降。如有电迁移和枝状结晶生长的出现，将发）下降。如有电迁移和枝状结晶生长的出现，将发 生导线间短路，造成电迁移（生导线间短路，造成电迁移（“ “漏电漏电” ”）的风险。）的风险。 （3 3）设计相容性）设计相容性 提倡为环保设计，需要考虑提倡为环保设计，需要考虑WEEEWEEE在选材、制造、使在选材、制造、使 用、回收成本等方面因素，但到目前为止用、回收成本等方面因素，但到目前为止还没有对还没有对 无铅无铅PCBPCB焊盘设计提出特殊要求，没有标准焊盘设计提出特殊要求，没有标准。 有为了减小焊接过程中有为了减小焊接过程中PCBPCB表面表面t t，应仔细考虑散应仔细考虑散 热设计，热设计，例如例如均匀的均匀的元器件分布、铜箔分布，优化元器件分布、铜箔分布，优化 PCBPCB板的布局。板的布局。尽量使印制板上尽量使印制板上t t达到最小达到最小 值值。 椭圆形焊盘可减少焊后焊盘露铜现象。椭圆形焊盘可减少焊后焊盘露铜现象。 3 3元器件、元器件、PCBPCB、工艺材料的识别、工艺材料的识别 备料备料 首先备料首先备料要注意元器件的焊端材料是否无铅要注意元器件的焊端材料是否无铅，如果，如果 是无铅元器件，一定要弄清楚是无铅元器件，一定要弄清楚是什么镀层材料是什么镀层材料，特特 别是别是BGACSPBGACSP和新型封装的器件和新型封装的器件，例如，例如LLPLLP等等( (有有 铅工艺也要注意铅工艺也要注意) )。 目前无铅标准还没有完善，因此无铅元器件焊端表目前无铅标准还没有完善，因此无铅元器件焊端表 面镀层的种类很多，例如日本的元件焊端镀面镀层的种类很多，例如日本的元件焊端镀SnSn/Bi/Bi 层，如果焊料中含有层，如果焊料中含有PbPb，当，当PbPb含量含量4wt%4wt%时，时，BiBi 会与会与PbPb形成形成9393的低熔点，影响产品可靠性，因此的低熔点，影响产品可靠性，因此 镀镀SnSn/Bi/Bi的元件只能在无铅焊料中使用的元件只能在无铅焊料中使用。 标识和标签标识和标签 第二步应给无铅元器件、第二步应给无铅元器件、PCBPCB、工艺材料、工艺材料( (包括焊包括焊 膏、焊锡条、焊锡丝、助焊剂膏、焊锡条、焊锡丝、助焊剂) )，还包括更改了开，还包括更改了开 口尺寸的模板做无铅标识和标签。口尺寸的模板做无铅标识和标签。 无铅标识无铅标识 无铅元器件的标识无铅元器件的标识 IPC1066 无铅元器件的标识无铅元器件的标识 PbPb-Free label be a minimum of 75 mm by 50 mm.-Free label be a minimum of 75 mm by 50 mm. Note: Items that contain Pb shall not use this label even if exempted by RoHS. Lead-Free Material（材料） Marking Proposed Mark CategorizationMaterial Type Tin/Silver/CopperSnAgCu and its versions Other Pb Free solders (No Bismuth) SnCu, SnAg, SnAgCuX Tin Plate (all forms) Pure Tin (Sn) Preplated materialsAu, NiPd, NiPdAu Zinc containing Tin/Zinc = SnZn (no Bi) or versions Bismuth ContainingMaterials with Bismuth Indium ContainingMaterials that contain indium e1 e2 e3 e4 e5 e6 e7 Identification of Interconnect Material Differences Identification of Interconnect Material Differences 2 2 ndnd Level Connection for packages and boards Level Connection for packages and boards 无铅无铅PCBPCB与与PCBAPCBA的标识的标识 BOARD/ASSEMBLY MARKING Substrate ER Epoxy Resin环氧树脂 UR Urethane Resin胺基甲酸 AR Acrylic Resin丙烯酸 SR Silicone Resin硅树脂 XY - Parylene聚对二甲苯 Size: a minimum of 22 mm x 25 mm with the minimum diameter of the circle = 18 mm. Location: on PCB layer 1 (topside) at the lower right hand segment . Halogen-free: Resins that contain less than 900 ppm bromine, and less than 900 ppm chlorine, and less than 1500 ppm total halogens. NOTE: RoHS prohibited brominated substances are not generally found in printed wiring board materials. 无铅标签无铅标签 元器件和材料的标签没有统一的行业标准。元器件和材料的标签没有统一的行业标准。 通常格式包括：元器件和材料的编号、批次编号、通常格式包括：元器件和材料的编号、批次编号、 日期代码和数量。日期代码和数量。 元器件和材料的标签信息一般以条形码或元器件和材料的标签信息一般以条形码或2-D2-D矩阵矩阵 格式等可读形式印刷。格式等可读形式印刷。 无铅产品的标签：在制造条形码后面加标记无铅产品的标签：在制造条形码后面加标记“ “PbFPbF” ” 识别识别 目前虽然目前虽然IPCIPC以及以及JESD97JESD97规定了识别无铅元器件、规定了识别无铅元器件、 PCBPCB、工艺材料的标记、符号和标签。、工艺材料的标记、符号和标签。 但不同供应商的标签格式和内容差异较大，因此需但不同供应商的标签格式和内容差异较大，因此需 要对生产线操作人员进行培训，提高识别能力。要对生产线操作人员进行培训，提高识别能力。 4 4无铅元器件编号方式无铅元器件编号方式 编号方式编号方式1 1：在现有元器件编号上加前后缀：在现有元器件编号上