有铅与无铅的问题

1、铅的毒性美国环境保护署(EPA):铅及其化合物是17种严重危害人类寿命与自然环境的化学物质之一；工业废弃品中的铅通过渗入地下水系统而进入动物或人类的食物链；人体中存在过量的铅将导致神经和再生系统紊乱、发育迟缓、血色素减少并引发贫血和高血压；美国职业安全与健康管理署(OSHA)标准：成人血液中铅含量应低于50mg/dl，儿童血液中铅含量应低于30mg/dl。无铅的定义目前为止尚没有国际通用定义；可借鉴标准：管道焊接用焊料及助焊剂中铅含量应低于0.2wt%(美国)，0.1wt%(欧洲)；国际标准组织(ISO)提案：电子装联用焊料合金中铅含量应低于0.1wt%。无铅焊料发展的重要进程1991和199

2、3年：美国参议院提出“Reid Bi 11要求将电子焊料中铅含量控制在0.1%以下，遭到美国工业界强烈反对而夭折；1991年起NEMI, NCMS, NIST, DIT, NPL, PCIF, ITRI, JIEP等组织相继开展无铅焊料的专题研究，耗 资超过2000万美元，目前仍在继续；1998年：日本修订家用电子产品再生法，驱使企业界开发无铅电子产品；1998年10月：第一款批量生产的无铅电子产品问世，Panasonic MiniDisc MJ30；2000年1月：NEMI向工业界推荐标准化无铅焊料，Sn-3.9Ag-0.6Cu用于再流焊，Sn-0.7Cu或Sn-3.5Ag用于波峰焊；200

3、0年6月：美国IPC Lead-Free Roadmap第4版发表，建议美国企业界于2001年推出无铅化电子产品，2004年实现全面无铅化；2000年8月：日本JEITA Lead-Free Roadmap 1.3版发表，建议日本企业界于2003年实现标准化无铅电子组装；2002年1月：欧盟Lead-Free Roadmap1.0版发表，根据问卷调查结果向业界提供关于无铅化的重要统计资料;2003年2月13日，欧洲议会与欧盟部长会议组织，正式批准WEEE和ROHS的官方指令生效，强制要求自2006年7月1日起，在欧洲市场上销售的电子产品必须为无铅的电子产品；（个别类型电子产品暂时除 外）200

4、3年3月，信息产业部拟定电子信息产品生产污染防治管理办法，提议自2006年7月1日起投放 市场的国家重点监管目录内的电子信息产品不能含有Pb。无铅常见问题解答回流焊接中建议使用的无铅焊料合金有哪些？选择用于SMT组件的合金应考察的主要变量就是该合金的回流温度。进行选择时应考察元器件的受热问 题，例如，元器件的模塑材料能否承受使用大多数无铅焊料合金带来的高温？高温会影响元器件的可靠性 吗？无铅合金的熔湿特性各有不同，还与待焊接的表面材料有关。目前，锡-银-铜是一种用于SMT装配 应用的常用合金。这些合金的回流温度范围为217-221 C，峰值温度为235-255 C时即可对大多数无铅表 面（如锡

5、、银、镍镀金、以及裸铜OSP）达到良好的可焊性.？还有一些低熔选项，如锡-锌和锡-银-铜铋， 但它们需要使用特殊焊剂配系，否则引脚和线路板必须彻底不含铋才能得到可靠的焊点。使用无铅焊锡膏的主要评选测试有哪些？良好的无铅焊锡膏选择方法对于无缺陷SMT工艺是必不可少的。首先必须确定线路板和元器件终饰材料 以及选择焊剂的化学特性，这样才能对这些终饰材料进行充分焊接。某些焊锡膏对于镀锡表面具有良好的 效果，但对裸铜OSP的焊接效果则很差。焊锡膏制造商一般会进行范围广泛的测试，如在空气和氮气中 对焊锡膏的扩散和熔湿性进行测试。应当索取该类信息。其他重要的性能测试还有：热塌陷测试，测试在 诸如180-18

6、5C的高温中进行冷塌陷测试；使用一个典型焊料温度特性曲线在空气和氮气中进行焊料成球 测试对多种不同表面的熔湿测试，扩散测试粘着寿命，模板寿命；残留物的特性测试测：如残留物的可探测 性，残留物的易清洁性，尤其是可水洗焊锡膏的残留物。板设计或印刷工艺是否需要针对无铅焊接作出改动？模板和印刷工艺无需更改。无铅合金（如锡-银-铜的）不能对焊盘边缘彻底熔湿，某些情况下减小模板缩 放比率或使缩放比率为1:1有助于减轻这种效应。良好设计的无铅焊锡膏会具有优异的粘着寿命，模板寿 命也将与传统含铅焊锡膏类似，印刷速度不应受到妨害。无铅温度特性曲线与传统锡-铅工艺有哪些不同？将锡-银-铜作为焊锡膏合金时的主要差别

7、在于峰值温度。该种合金的熔点为217-221 C；峰值温度为 230-255 C，这取决于组件的热质量。建议超过液相线的时间（TAL）不超过90秒，以避免残留物烧焦； 这也会减少金属间化合的几率。回流工艺中是否应使用氮气？是否使用氮气取决于焊锡膏焊剂的化学特性。无铅焊锡膏的焊剂化学的新发展可以做到不使用氮气也可得 到良好的熔湿性和焊点完整性。与锡-铅系统类似，氮气可以使焊点更为光滑；使用氮气还可以得到更好的 熔湿性。熔化无铅焊料的高温会在回流炉中产生较多的烟雾和冷凝物？免清洗和可水洗焊锡膏的新配方适用于无铅合金，因此，分解造成的副产品并不比锡铅焊锡膏有显著增多。 如果配方不适合230-260C

8、范围内的高峰值温度（该温度在使用锡-银-铜焊锡膏时将会遇到），焊剂材料的 分解将略为显著，致使回流炉和排气系统形成大量冷凝物。无铅水溶性焊锡膏的残留物是否更难于清除？如果使用锡-银-铜焊锡膏，则峰值温度将会较高，如果焊剂配方不适用于较高温度，则残留物的清除难度 将会变大。焊剂残留物的清除可能需要装配人员重新评定清洁剂的化学特性。某些情况下，提高清洁溶液 的压强，降低传送带的速度溶液的温度可以改善清洁的效果。两侧回流的残留物可清洁性可能会进一步变 差，这是由于线路板上首次回流的残留物将会被烘烤变硬。选择具有良好清洁特性的焊锡膏是绝对必要的。较高的回流温度会对免清洗焊剂的残留物造成怎样的影响？当使

9、用锡-银-铜时，温度高于液相温度的时间较长，使用空气回流时焊剂可能会变暗。适用于无铅工艺的 焊剂配系基本上不会发生这种现象。焊剂残留物易于发生聚合而变硬，使探测残留物所需的压力提高。可 探针测试残留物回流后依然保持柔软状态，因而可以使用探针测试，该种焊剂在较高的峰值温度下不会变 硬。无铅焊点的外观与锡铅焊点的外观不同吗? 传统的Sn63焊料经过回流后可以得到光亮的焊点，锡-银-铜合金得到的焊点比较暗淡且表面略有裂隙;对于此种合金来说，这种现象是典型的，并不代表焊点质量很差。其他能够注意到的区别为锡-银-铜合金 得到的焊点接触角较大，焊盘周围的熔湿降低，且锡-银-铜的熔湿速度和完全性不如Sn63

10、。无铅回流焊接的主要焊接缺陷有哪些？无铅可导致发生焊接缺陷的几率增加，预防缺陷出现需要对无铅合金和焊剂配系具有更好的理解。诸如桥 接、不熔湿、反熔湿以及发生焊料结球等缺陷的的可能性可能增加。选择与待焊接金属相容的恰当的焊剂 化学组成以及使用优化的回流温度特性曲线可以防止缺陷的增加。采用正确的存放和处理方法确保线路板 和元器件的可焊性也将使采用无铅焊锡膏的良好焊接成为可能。如果化学组成经过仔细挑选且SMT工艺 受到良好的控制，则产出结果将会与采用Sn63工艺相同。转变到无铅回流焊接还会遇到什么问题？实现无铅SMT之前及之后要注意的一些问题可概述如下：确定与无铅线路板终饰材料相兼容的工艺确定无铅元器件的可用性确定线路板和元器件对新的温度特性曲线的热兼容性选择焊锡膏的化学特性，使其适合装配工艺以及焊接组件的可靠性和工作条件。工艺优化和统计过程控制开发对操作人员和生产线管理人员进行新的无铅工艺的培训对无铅装配的特有返工过程进行定义确定现场使用的无铅装配现