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无铅焊接材料的发展

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无铅化组装已成为电子组装产业的不可逆转的趋势。电子组装焊接是一个系统工程,对无铅焊接技术的应用其影响因素很多,要使无铅焊接技术获得广泛应用,还需要从SMT贴片加工系统工程的角度来解析和研究以下几个

方面的问题。

一、元器件。目前开发的用于电子产品贴片加工的无铅焊接材料,熔点一般要比Sn63/Pb37的共晶焊料高,所以要求元器件耐高温,而且要求元器件也无铅化,即元器件内部连接和引出端(线)也要采用无铅焊接材料和

无铅镀层。

二、PCB。要求PCB的基础材料耐更高温度,焊接后不变形,表面涂敷的无铅共品合金材料与组装焊接用无铅焊接材料兼容,而且成本要低。

三、助焊剂。助焊剂氧化还原能力更强和润湿性更好,以满足无铅焊接材料焊接的要求。助焊剂与焊接预热温度和焊接温度相匹配,而且要满足环保的要求。通过实际测试表明免清洗助焊剂用于无铅焊料焊接

更好。


四、焊接设备。为了适应新的焊接温度的要求,预热区的长度、加热元器件、波峰焊焊槽、机械结构和传动装置等都要适应新的要求,锡锅的材料与焊料的一致性(兼容性)要匹配。为了提高焊接质量和减少焊

料的氧化,采用新的、行之有效的抑制焊料氧化技术,采用惰性气体(例如N2)保护焊接技术是必要的

五、废料回收。从含Ag的Sn基无铅无毒的绿色焊料中分离Bi和Cu将是非常困难的,如何回收Sn/Ag合金又是一个新课题。所以,无铅焊料的实用化进程是否顺利,与焊接设备制造商、焊料制造商、助焊剂制

造商和元器件制造商四者间的协调作用有很大关系,其中只要有一方配合不好,就会対推广应用无铅焊料产生障碍。目前,焊接设各制造商已经开始行动,正在推出或即将推出适应无铅焊料焊接的回流焊炉。

此外,采用无铅焊料替代 Sn/Pb焊料在解决污染的同时,可能会出现一系列新的问题例如SnPb系列焊料中,Sn、Pb对H、CI等元素的超电势都比较高,而无铅焊料中AB、Zn及Cu等元素对日、CI的超电势都很

低,由于超电势的降低易引起焊接区残留的H、CI离子迁移产生的电极反应,从而会引起集成电路元器件短路。

近几年来有关无铅焊接的研究工作发展很快,世界上各大著名企业、国家实验室和研究院所都投入了相当的力量开展无铅焊料的研究。

2003年3月,中国信息产业部经济运行司拟定《电子信息产品生产污染防治管理办法》,规定电子信息产品制造者应保证,自2003年7月1日起实行有毒有害物质的减量化生产措施。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铅、镉、汞、六价铬、聚合溴化联苯或聚合溴化联苯乙等。因此,各大电子SMT工厂必须实现有铅焊料向无铅焊料的过渡。

尽管当前无铅焊料的研究开发和应用正走向深入研究阶段,但根据世界各国的开发状况来看,要在短威尼斯人真人赌场内研制出使用性能超过SnPb共品焊料的高性能的无铅焊料是一件困难的事情。全面考忠成本、性能的

新型无铅焊料标准尚未制订,其测试方法和性能综合评定方法也有待于在继续的研制及应用过程中得以解决,还有许多工作要做。

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