在铅焊料的标准流程中用无铅元件

随着欧洲的RoHS和WEEE指令已于2006年7月1日开始执行,许多元件供应商面临着使其产品符合无铅环境的挑战。两个指令都要解决将铅从元件中去除的问题。半导体公司必须选择高性价比、与含铅焊料逆向兼容,并与无铅焊料前向兼容的无铅镀层策略。逆向兼容表示无铅元件能够用锡铅（SnPb）焊料回流工艺安放在PCB上。前向兼容表示目前的锡铅工艺能够在面板组装中,与无铅焊料一起使用。     

有铅与无铅混用问题举例

首先，有铅工艺遇到无铅元器件。 有的SMT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BGA／CSP和LLP。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，这种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230—235℃就可以。还有一种措施可以采用无铅焊料和无铅工艺，因为目前过渡阶段普遍情况是无铅焊料和有铅焊端混用，其可靠性还是可以被接受的。但是最糟糕的是无意中遇到了无铅元器件，生产前没有发现，生产中还是采用有铅焊料和有铅工艺，结果就非常糟糕，因为有铅焊料和无铅焊端混用效果最差。     

用真空再流焊实现BGA的无铅无空洞焊接

BGA焊接后常常会在焊点中形成很多的空洞,特别是对于BGA的无铅焊接,由于焊接温度高,氧化严重,以及焊料的特殊性能决定了BGA的无铅焊接更容易形成空洞.空洞的产生不仅影响焊点的导热、导电性能,也会影响焊点的强度,从而对BGA工作的长期可靠性产生影响.分析了空洞产生的机理,以及用真空再流焊接实现BGA无铅、无空洞焊接的原理和工艺过程.指出真空再流焊接工艺在解决BGA的无铅、无空洞化焊接问题上确实是一项行之有效的方法.     

无铅波峰焊接工艺的优化

全球电子电气工业膨勃发展，锡铅焊接逐步向无铅焊接转化，波峰焊接越来越多的向回流焊接发展，但新的“无铅波峰焊接技术”仍是业界研究的一个焦点。在美国由几家公司组成的社团收集了很多无铅波峰焊接过程中的相关数据，并对这些数据进行分析，研究，试图找到适用于无铅波峰焊接的工艺参数。但是对于高可靠性的电子产品，如网络设备，到目前为止还达不到实际所需的高可靠性要求，需通过大量工艺优化来实现无铅波峰焊接的高可靠性。该篇文章聚焦无铅波峰焊接工艺窗口及多层板的选择性波峰焊接，愿我的工作对你的应用有所帮助! 研究工作使用了可以承受无铅焊接温度的新型PCB材质，厚度为0．125英寸，该PCB为18层板，其中8层为接地层，10层为信号层，PCB焊盘镀层分别为浸银（1mm-Ag）和高温防氧化有机涂层（OSP）二种，焊接材料选用SnPb和SAC305，PCB为典型的通讯用线路板，布线设计复杂程度高，特制的波峰焊接夹具可以使该PCB在无铅波峰焊炉上实施选择性波峰焊接，焊后2D X-RAY和3D X-RAY检测系统观察焊点可靠性，焊点形状及焊接缺陷。一套可靠的，具有破坏性的试验分析工具（DPA）用来评估焊点质量，并与共晶焊料Sn／Pb装配结果做质量对比分析，与此同时，详细记录焊接温度，使用的元器件，以及对应的焊点质量。与共晶Sn／Pb焊料焊接结果相比，首先发现镀通孔润湿性差，通孔内焊锡量不足，桥接增多，焊点内有大量空洞。无铅波峰焊接工艺窗口变窄，要想获得理想的焊锡量，就要不断优化焊接曲线。试验结果发现，浸银的PCB在镀通孔填充率和可焊性方面均优于OSP、PCB。     

冷热冲击下BGA焊接失效的分析研究

采用冷热冲击的方法,以温度改变率为90℃/min,温度循环范围为–65~+125℃,高低温段停留时间为15 min的条件对无铅焊接的BGA焊接位置进行可靠性测试,用金相显微镜,SEM和EDS进行表征分析。结果表明,冷热冲击下BGA的失效点多集中于焊料与焊盘间。SnAgCu焊料与焊盘以及形成的IMC之间的热膨胀系数(CTE)不匹配,还有IMC被氧化是导致在冷热冲击下BGA焊接位置失效的主要原因。     

混合集成电路无铅化焊接技术研究

铅给人类生活环境和安全带来很大的危害，电子产品焊接无铅化已达成共识．本文介绍了无铅焊料发展，探讨了混合集成电路焊接工艺。无铅焊料的选择。阐述和分析了无铅焊料再流焊工艺、可能出现的问题、无铅焊接可靠性、分析手段与方法。     

无铅选择性焊接：波峰焊接的将来

正在草拟中的法规和向着无铅电子组装发展的市场趋势带来了几个问题，包括提高电子元件的热容差的需求。无铅焊料合金，如象：熔点为217℃的锡-银-铜(SnAgCu)，要求的工艺温度比传统的锡-铅(SnPb)合金的工艺温度高，因此，在焊接过程中，降低工艺窗口，并注重于对热工艺的严格控制的需求上。无铅合金的较高熔点和电子元件的热临界值之间的这种奇论是无铅领域展开激烈挑战的原由。元件热容差的提高将会给电子制造厂家带来较重的经济负担，因为这些厂家将面临着更高的总热工艺成本。有关热工艺成本的提高将推动着电子组装厂家最大限度地提高其热工艺的效率。当焊接复杂的混合技术印制电路板(PCB)上的通孔(TH)元件时尤其是这样，这类组装板，对现有的焊接方法，如象：波峰焊接，的工艺能力的热量需求较大。对这一问题的可能采用的解决方法是使用现场专用的选择性焊接，以便形成无铅组装的TH互连。本论述了用于替代TH互连的无铅焊接的波峰焊接的一种切实可行的焊接技术：选择性焊接。本概述了TH选择性焊接为改善无铅制造成本的效果方面在质量和成本上的优点。     

BGA组装技术与工艺

从BGA的封装形式、PCB的设计、焊膏印刷、贴片、回流焊接工艺等方面分析了BGA组装过程中应注意的问题及其预防措施。以常用的PBGA和CBGA为例,分析了两种不同封装形式BGA的结构特点和组装过程中应注意的问题,以焊膏Sn63Pb37、Sn62Pb36Ag2和Sn96.5Ag3.0Cu0.5为例,分析了传统的SnPb组装工艺和无铅组装工艺的特点,以提高BGA组装的质量。     

有铅焊料与无铅BGA混合焊点显微组织性能研究

随着近年来电子产品无铅化的发展,越来越多的有铅器件被无铅器件替代,其中SnAgCu合金成为BGA器件锡球的主要成分.然而在无铅焊点的可靠性未被认可之前的过渡时期,有铅焊膏和无铅器件混合焊接的情况就不可避免,尤其是在高可靠电子产品领域.因此混合焊接工艺和焊点的性能成为高可靠性电子产品组装和焊点寿命分析中的研究重点.总结了近年来对有铅焊料和无铅BGA混合焊接的一些相关研究,主要涉及混合焊接温度、混合焊点的显微组织、界面处金属间化合物、焊点力学性能、可靠性以及焊点失效机制等方面.     

助焊剂腐蚀失效案例分析

随着国内外环保要求的不断提高,电子产品正全速向低毒、低碳方向前进,由此也引发产品制造业向无铅、无卤方向快速发展。由于无铅焊料的焊接温度范围受到PCB和元器件耐温要求的限制,特别是无铅焊料本身的润湿性较锡铅焊料差,无铅焊接工艺的难度大大得提高,由此导致大量的焊接工艺缺陷。为了客服无铅工艺焊接能力较差的问题,人们纷纷开发了更加适合无铅焊接的焊接辅助材料,其中新型无铅助焊剂在提高无铅焊接能力上起到了很大的作用。     

波峰焊的新时代

尽管对无铅焊接在科技上的需要尚有争议，消费者和立法机构对无铅产品的要求却是明确的。无铅焊料的主要缺点是比传统锡．铅焊料成本较高，但是不管喜欢不喜欢，显然制造商在其全部生产中都不得不采用无铅工艺。毕竟降低成本的方法总是存在的。     

无铅焊接之隐忧焊点空洞、焊环浮裂（起翘）、引脚锡须

一、导论2006．7．1全球电子业将正式进入无铅焊接时代，除军用与某些已豁免之大型机组产品外，其他所有商业电子品，均将正式告别品质与可靠度都无可取代的锡铅共熔（Eutectic composition Sn63／Pb37）焊料。往后的各种封装组装焊接所用到的无铅焊料，     

有铅焊料焊接无铅BGA回流参数探索

航天电子产品尚未允许采用无铅焊接,而航天电子产品中采用的进口元器件多为无铅器件,因此需要对有铅焊料焊接无铅元器件进行研究。通过对无铅焊球和有铅焊料的焊接特性分析,设计数种回流参数,进行回流焊接试验,并对试验结果进行焊接分析,得出回流峰值温度为228℃~232℃,液相线(217℃)以上时间为50s~60s的回流曲线能较好完成有铅焊料对无铅BGA的焊接。     

晶片级无铅CSP器件的底部填充材料

晶片级器件底部填充作为一种新工艺仍需进一步提高及优化，其工艺为：在晶片级器件制作过程中，晶圆底部加填充材料，这种填充材料在芯片成型时一步到位，免掉了外封装工艺，这种封装体积小，工艺简单，可谓经济实惠。然而，该新型封装器件面临一个严峻的考验，即：用于无铅焊接工艺。这就意味着：即要保证器件底部填充材料与无铅焊料的兼容，又要满足无铅高温焊接要求，保证焊接点的可靠性及生产产量。 近期为无铅CSP底部填充研发了几种新型材料，这些填充材料滴涂到晶圆上，呈透明胶状（半液态）物质，经烘烤，呈透明状固态物质，这样分割晶圆时可保证晶片外形的完整性，不会出现晶片分层或脆裂。在这篇章中，我们探讨一下烘烤对晶圆翘曲度的影响？烘烤是否引发底部填充材料的脆裂？以及回流过程中底部填充物的流动引起的焊料拖尾问题？因为底部填充材料即要保证焊料不拖尾，又要保证焊点的可靠性，及可观察到的焊料爬升角度，同时，底部填充材料的设计必须保证烘烤阶段材料的流动，固化情况处于可控工艺窗口之内。另外，底部填充材料与焊接材料的匹配标准在本中也有讨论。[编按]     

无铅波峰焊工艺与设备的技术特点探讨

(上接2004年第5期第201页) 3.2 锡炉的腐蚀性问题 波峰焊接PCB上的插装电子元器件,当采用无铅焊料时,由于无铅焊料的焊接温度比Sn-Pb合金焊料高约30 ℃～50 ℃,另外无铅焊料中Sn的含量大幅度提高,一般都在95 %以上,造成了波峰焊时无铅焊料对锡炉和喷口的腐蚀性加强.国内一般锡炉采用的材料是SUS304和SUS316型不锈钢.实验表明,不锈钢材料在高温条件下6个月就被高Sn无铅焊料明显腐蚀.最容易受到腐蚀的是与流动焊料接触的部位,如泵的叶轮、输送管和喷口.     

无铅焊接技术的特点及其应用难点

无铅焊料和无铅焊接工艺与传统的锡铅及其焊接工艺有相当差别，充分了解其特点，掌握其应用中的难点、焦点和发展方向，是实施无铅的重要内容。     

在实施无铅焊接工艺前应考虑的几个问题

前言：多年来，锡铅焊料在电子元器件的焊接中起到了重要的作用，然而，近十几年来，由于人们对其赖以生存的环境越来越重视，所以，对锡铅焊料的使用加以限制乃至完全取缔。因此，国际上各有关生产厂家研制出各种不同的锡铅焊料替代产品，即：无铅焊料。在实际的生产应用中这些替代产品还不能够完全与锡铅焊料蓖关，在兼容性和可靠性等方面还需进一步完善。本文主要对实施无铅焊接前应考虑到可能出现的问题，并针对无铅焊料在生产中出现的问题做一些简要的分析，以防止类似缺陷的产生或少出现这样的问题。[编者按]     

无铅焊接技术概述

传统焊接技术使用锡铅焊料,对环境造成严重伤害。文章从环保角度出发,阐述了电子制造业中应用无铅焊料的必然性,并介绍了无铅焊接技术近几年的发展,结合目前的研究现状分析了无铅焊接技术应用在电子行业上需要考虑的因素以及存在的问题。     

器件焊端和印制板镀层对混装焊点性能的影响

随着电子产品无铅化的不断推进,在高可靠电子产品组装中,无铅镀层器件与有铅焊料混合装配焊接的情况不可避免。采用正交实验研究四种不同镀层的QFP器件、三种镀层PCB、两种温度曲线和SnPb焊膏的兼容性,并测定焊点的抗拉强度,采用扫描电镜分析焊点形貌。结果表明,在不同镀层器件的混装实验中,Sn和SnPb镀层焊点强度高于NiPdAu和SnBi镀层焊点;对于纯Sn镀层器件,采用有铅工艺温度曲线能够兼容该类器件的焊接;在实验采用的三种镀层工艺中,含铅热风整平工艺对焊接温度曲线的兼容性最好。     

国内外覆铜板文献摘录（4）

电子产品无铅化的环保新问题，适应无铅焊接的新型耐湿热环氧树脂的发展趋势，无铅技术最新动态，应用无铅焊料的考虑，无铅化安装元器件的可靠性评价和分析，NEC无铅化的动向，无铅封装的焊接可靠性评估，最新无铅环保资讯分享，无铅焊料的兼容性的评估，无铅焊接制程对信号继电器接触性能的影响。