无铅技术在组装工艺上的影响
无铅在工艺上带来的较大改变,是在焊接工艺上。这改变出于无铅焊料熔点上的变化,以及较不被关注的焊剂配方的转变上。较高的焊料合金熔点使焊接温度必须提高,而这温度需求的提高,加上焊剂的新配方,也影响前工序的预热和助焊工艺。而焊接温度的提高,使许多器件材料处于较高的过热风险下,工艺窗口变小了,所以加热工艺的调整要求也提高了。这意味着什么呢?对于用户来说,虽然掌握焊接的原理不变,但以往的焊接工艺规范已经不能使用而必须重新进行工艺认证。
曾有报告和论文指出,无铅在锡膏印刷和贴片工艺上没有什么改变。这说法并不完全精确。锡膏印刷方面,无铅带来的改变虽然不会有焊接来得大,但对于一些工艺要求较高的产品来说,我们还是可以看出无铅和含铅是有些不同的。这种差异其实也存在于含铅技术中不同锡膏牌子型号之间。因为造成这种工艺差异是来自锡膏的配方差异。在无铅技术中,无铅合金材料不同的熔点温度、不同的表面能量(张力)、不同的金属密度(重量)等给锡膏焊剂配方带来改变的必要。而这质和量上的改变,也使一些锡膏的粘性和流变性产生变化。而锡膏印刷工艺的要点就是掌握和处理锡膏的流变性。所以无铅其实也给印刷工艺带来改变。即是您使用的锡膏牌子不变,但其配方的改变将使您的工艺需求改变,关键在于您的产品对印刷工艺的要求是否需要细腻的设置和控制。
由于器件方面在无铅技术中的改变主要在于耐热能力的加强,焊端材料改变不多,贴片工艺的影响应该十分轻微。唯有在器件工艺特性(注二)处于工艺临界的情况下,贴片压力可能需要更严谨的调整,以补无铅润湿能力较差的特性。
至于波峰焊接工艺方面,焊料熔点增高了之后,助焊剂配方也受到影响。因此预热和焊接工艺参数都必须重新处理。试验中发现“阴影效应”情况会较含铅技术严重些。这可能需要PCB工艺设计上较好的配合。
其实无铅在工艺设置、工艺调制方法上都没有什么改变。您所需要的只是重新制定您的参数和工艺规范罢了。我往后的文章会在工艺上和读者们分享较深入的知识经验。