論新一代焊接趨勢(shì)

歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助!歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助!感謝閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助!感謝閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助!歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助!感謝閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助!論新一代焊接趨勢(shì)鉛（Pb），是一種有毒的金屬，對(duì)人體有害。并且對(duì)自然環(huán)境有很大的破壞性，出于環(huán)境保護(hù)的要求，特別是ISO14000的導(dǎo)入，世界大多數(shù)國家開始禁止在焊接材料中使用含鉛的成分，即無鉛焊接（Leadfree）。

日本在2004年禁止生產(chǎn)或銷售使用有鉛材料焊接的電子生產(chǎn)設(shè)備。歐美在2006年禁止生產(chǎn)或銷售使用有鉛材料焊接的電子生產(chǎn)設(shè)備。采用無鉛焊接已是大勢(shì)所趨，國內(nèi)一些大型電子加工企業(yè)，更會(huì)加速推進(jìn)中國無鉛焊接的發(fā)展。

摩托羅拉先進(jìn)技術(shù)中心主任IwonaTurnik博士在IPC主辦的Works99會(huì)議發(fā)表的市場調(diào)查報(bào)告中表明：

1.20%的消費(fèi)者在購買時(shí)會(huì)主動(dòng)考慮環(huán)境問題。

2.45%的消費(fèi)者購買動(dòng)機(jī)是因?yàn)楫a(chǎn)品對(duì)環(huán)境安全。

3.50%的消費(fèi)者更換品牌是因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)它對(duì)環(huán)境有害。

4.76%的消費(fèi)者將在價(jià)格和質(zhì)量相當(dāng)?shù)那闆r下首先選擇環(huán)保產(chǎn)品。

例如，日本所有的大型消費(fèi)類電子產(chǎn)品公司都在大量生產(chǎn)無鉛電子產(chǎn)品，推銷時(shí)使用“綠色產(chǎn)品”作為競爭賣點(diǎn)，特別是消費(fèi)類電子市場。松下1998年推出了無鉛微型CD播放機(jī)，包裝上用了一片綠色的樹葉，作為環(huán)保安全標(biāo)志，市場份額增長顯著：從4.7%增長到15%。

汽車行業(yè)將是“無鉛”趨勢(shì)的主要?jiǎng)恿?。汽車“無鉛”化不僅對(duì)環(huán)保有益，而且無鉛焊接也改善了焊點(diǎn)的耐溫特性。大部分汽車電子部件都被安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)室，因此要承受更高的工作溫度（高達(dá)攝氏150度）和更劇烈的溫度變化。競爭的壓力以及擔(dān)心被排擠出國際大市場的雙重考慮，使全球大部分主要電子生產(chǎn)廠家開始為無鉛產(chǎn)品做準(zhǔn)備。

信息產(chǎn)業(yè)部經(jīng)濟(jì)運(yùn)行司高振杰處長介紹，醞釀兩年之久的《電子信息產(chǎn)品污染防治管理辦法》有望在年內(nèi)出臺(tái)。

管理辦法（初稿）規(guī)定電子信息產(chǎn)品的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)考慮其對(duì)環(huán)境和人類健康的影響，應(yīng)選擇無毒、無害、易于降解和便于回收利用的方案。生產(chǎn)者應(yīng)當(dāng)采取措施逐步減少并淘汰電子信息產(chǎn)品中鉛、汞、鎘、六價(jià)鉻、聚合溴化聯(lián)苯（PBB）、聚合溴化聯(lián)苯乙醚（PBDE）及其它有毒有害物質(zhì)的含量。歐盟公布的《關(guān)于在電子電氣產(chǎn)品設(shè)備中禁止使用某些有害物質(zhì)指令》，規(guī)定自2006年7月1日起開始在歐盟市場禁止銷售含有鉛、汞、鎘等6種有害物質(zhì)電子電氣設(shè)備。

作為應(yīng)對(duì)該指令的措施，我國出臺(tái)這項(xiàng)管理辦法，其禁鉛時(shí)間表有可能與歐盟同步，也就是說我國將在2006年7月1日起投放市場的國家重點(diǎn)監(jiān)管目錄內(nèi)的電子信息產(chǎn)品不能含有上述6種有害物質(zhì)。

業(yè)內(nèi)人士表示，該管理辦法出臺(tái)將意味著電子信息產(chǎn)業(yè)面臨著一場技術(shù)革命，電子產(chǎn)品無鉛化包括無鉛焊料、新型助焊劑、電子組裝無鉛化設(shè)備、新的工藝參數(shù)等一系列問題，需要企業(yè)與研究機(jī)構(gòu)高度重視與及早應(yīng)對(duì)，否則在今后的國內(nèi)外市場競爭中國內(nèi)企業(yè)將陷入被動(dòng)局面。

為了適應(yīng)這一系列焊接工藝的變革、適應(yīng)市場的客觀需求，無鉛焊接的工藝要求也成為了很多企業(yè)的工作主題。

無鉛焊由無鉛焊料、無鉛焊接工具、無鉛焊接環(huán)境三部分組成，而這三部分中的每一項(xiàng)對(duì)于無鉛焊接的成功與否都是至關(guān)重要的。

一．無鉛焊料：

與傳統(tǒng)的含鉛焊料相比，無鉛焊料的原理就是由一些合金混合物來替代原有的鉛，其特點(diǎn)就是這種合金的熔融溫度要略高于含鉛焊料。

以Sn/Ag合金為例，其熔融溫度為221攝氏度，高于含鉛焊料的熔融溫度183攝氏度，而另一些無鉛焊料Sn/Ag/Cu熔點(diǎn)為218攝氏度、Sn/Ag/Cu/Sb熔點(diǎn)為217攝氏度。

二．無鉛焊接工具：

無鉛焊接工具與以往含鉛焊接相比，生產(chǎn)設(shè)備方面不會(huì)有太多的改變，而對(duì)于返修工藝來說，將面臨更大的挑戰(zhàn)。

如前段無鉛焊料中，已提及無鉛焊料的原理就是由一些合金混合物來替代原有的鉛，而這些合金材料的成分中Cu的使用最多。Cu是易氧化物，其氧化物CuO2與Cu相比硬度降低，就如同氧化鐵（鐵銹）。一旦無鉛焊料中的Cu在焊接過程中焊接時(shí)間過長，就容易造成被氧化，最終會(huì)成為產(chǎn)品質(zhì)量的缺陷。

由此可以得出結(jié)論，焊接過程越短，焊接質(zhì)量就越為可靠！

在目前市場上有多款面向于無鉛焊接領(lǐng)域的烙鐵，對(duì)此做出了一個(gè)實(shí)驗(yàn)

以下是2個(gè)試驗(yàn)條件和結(jié)果：

1．4種烙鐵頭的溫度都設(shè)在329Co，每個(gè)烙鐵頭連續(xù)完成10個(gè)焊點(diǎn)，每個(gè)焊點(diǎn)的溫度達(dá)到同樣的溫度232Co時(shí)，完成下一個(gè)焊點(diǎn)。

當(dāng)10個(gè)焊點(diǎn)都完成后，記錄每種烙鐵所用的全部時(shí)間如下：

METCAL——150秒PACE——204秒

WELLER——245秒HAKKO——316秒

該試驗(yàn)表明，METCAL烙鐵所用時(shí)間最短，說明其功率輸出效率高，比HAKKO的速度快一倍以上。

2．如果使這4種烙鐵都保持同樣的焊接速度，即使每一個(gè)烙鐵所用時(shí)間都保持在150秒，其它烙鐵就必須升高烙鐵頭的溫度，而METCAL烙鐵仍維持329Co的溫度不變：

METCAL——150秒——329CoPACE——150秒——349Co

WELLER——150秒——380CoHAKKO——150秒——409Co

我們可以得出結(jié)論，MetcalSP200的升溫速度比其它至少快25%，而比Hakko926ESD則要快一倍以上。

無鉛焊接雖然對(duì)焊接工具提出了更高的要求，但經(jīng)實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)部分無鉛烙鐵已經(jīng)能滿足現(xiàn)有無鉛焊料的要求，使用Metcal烙鐵更能有效的防止焊接過程中氧化現(xiàn)象的產(chǎn)生，確保了無鉛焊接的可靠性。

三．無鉛焊接環(huán)境：

無鉛焊接環(huán)境是指在無鉛焊接過程中，對(duì)無鉛焊接成功與否造成決定性因素的一些周圍環(huán)境。較為典型的例子，就是在無鉛回流焊、無鉛波峰焊、無鉛芯片級(jí)返修過程中是否有氮?dú)獗Ｗo(hù)。

在前段無鉛焊接工具一節(jié)中提到的金屬物的氧化現(xiàn)象的產(chǎn)生，正是由于在焊接過程中有氧氣的存在，而氮?dú)獗Ｗo(hù)正能避免該現(xiàn)象的發(fā)生，從而保證無鉛焊料在焊接過程中，焊接質(zhì)量的可靠性。

目前無鉛回流焊、無鉛波峰焊的技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，品牌之間的競爭已經(jīng)從技術(shù)上轉(zhuǎn)向?yàn)閮r(jià)格與服務(wù)方面，究其原因，就是眾多無鉛回流焊、無鉛波峰焊的生產(chǎn)企業(yè)對(duì)氮?dú)獗Ｗo(hù)技術(shù)上的一致性認(rèn)可。

而在無鉛芯片級(jí)返修中，由于BGA芯片在近期被逐漸普及開來，由于其封裝特點(diǎn)的特殊性，故在BGA返修技