无铅锡膏的技术要求与焊接工艺

无铅锡膏首先要能够真正满足环保要求，不能把铅去除了，又添加了新的有毒或有害的物质；要确保无铅焊料的可焊性及焊后的可靠性，并要考虑到客户所承受的成本等众多问题。概括起来讲，无铅焊料应尽量满足以下这些要求：

1、无铅焊料的熔点要低，尽可能地接近63/37锡铅合金的共晶温度183℃，如果新产品的共晶温度只高出183℃几度应该不是很大问题，但目前尚没有能够真正推广的，并符合焊接要求的此类无铅焊料；另外，在开发出有较低共晶温度的无铅焊料以前，应尽量把无铅焊料的熔融间隔温差降下来，即尽量减小其固相线与液相线之间的温度区间，固相线温度最小为1500C，液相线温度视具体应用而定(波峰焊用锡条：265℃以下；锡丝：375℃以下；SMT用焊锡膏：250℃以下，通常要求回流焊温度应该低于225~230℃)。

2、无铅焊料要有良好的润湿性；一般情况下，再流焊时焊料在液相线以上停留的时间为30~90秒，波峰焊时被焊接管脚及线路板基板面与锡液波峰接触的时间为4秒左右，使用无铅焊料以后，要保证在以上时间范围内焊料能表现出良好的润湿性能，以保证优质的焊接效果；

3、焊接后的导电及导热率都要与63/37锡铅合金焊料相接近；

4、焊点的抗拉强度、韧性、延展性及抗蠕变性能都要与锡铅合金的性能相差不多；

5、成本尽可能的降低；目前，能控制在锡铅合金的1.5~2倍，是比较理想的价位；

6、所开发的无铅焊料在使用过程中，与线路板的铜基、或线路板所镀的无铅焊料、以及元器件管脚或其表面的无铅焊料及其它金属镀层间，有良好的钎合性能；

7、新开发的无铅焊料尽量与各类助焊剂相匹配，并且兼容性要尽可能的强；既能够在活性松香树脂型助焊剂（RA）的支持下工作，也能够适用温和型、弱活性松香焊剂（RMA）或不含松香树脂的免清洗助焊剂才是以后的发展趋势；

8、焊接后对焊点的检验、返修要容易；

9、所选用原材料能够满足长期的充分供应；

10、与目前所用的设备工艺相兼容，在不更换设备的状况下可以工作。

现在，对于SMT工艺无铅锡膏和无铅焊接工艺的信息已经很多，对于需要开发无铅锡膏焊接工艺的工厂来说，正确的选择这些信息，并把它们有机地组合起来就非常重要。要开发一条健全的、高合格品率的无铅锡膏焊接生产线，需要进行仔细地计划，并要为计划的实施作出努力以及严格的工艺监视以确保产品的质量和使工艺处于受控状态。这些控制与许多的改变有关，如材料、设备、兼容问题、污染问题、统计工艺控制(SPC)程序。

采用无铅焊接材料，SMT工艺对焊接工艺会产生严重的影响。因此，在开发无铅焊接工艺中，必须对焊接工艺的所有相关方面进行优化。

1 选择适当的材料和方法

在SMT加工工艺无铅焊接工艺中，无铅锡膏的选择是最具挑战性的。

2 确定工艺路线和工艺条件

在第一步完成后，就可以对所选的焊接材料进行焊接工艺试验。通过试验确定工艺路线和工艺条件。在试验中，需要对列表选出的焊接材料进行充分的试验，以了解其特性及对工艺的影响。这一步的目的是开发出无铅焊接的样品。

3 开发健全焊接工艺

这一步是第二步的继续。它是对第二步在工艺试验中收集到的试验数据进行分析，进而改进材料、设备或改变工艺，以便获得在实验室条件下的健全工艺。在这一步还要弄清无铅锡膏焊接工艺可能产生的沾染知道如何预防、测定各种焊接特性的工序能力(CPK)值，以及与原有的有铅锡膏工艺进行比较。通过这些研究，就可开发出焊接工艺的检查和测试程序，同时也可找出一些工艺失控的处理方法。

4 控制和改进工艺

SMT加工工艺无铅焊接工艺是一个动态变化的舞台。工厂必须警惕可能出现的各种问题以避免出现工艺失控，同时也还需要不断地改进工艺，以使产品的质量和合格晶率不断得到提高。