摘 要:再流焊工艺参数对锡/银,锡/银/铜两种系列无铅焊膏影响的最新研究,文章着重介绍焊炉炉道内的气氛是十分敏感的再流焊工艺因素之一。
关键词:无铅焊料,再流焊工艺,炉内气氛。
1. 引 言
人们将无铅焊料与共晶铅锡焊料进行比较时,最常用的参数是焊料合金的熔点,铅锡(Sn63/Pb37)焊料的熔点为183℃。无铅焊料合金的熔点就高得很多。从有关无铅焊料合金许多报道文章,能令人信任再流工艺过程最可靠的焊料合金几何都是锡/银,锡/银/铜两大系列的成员。
电子制造业实现组装无铅化是一个复杂的问题,其中最困难的是在印制板安装面上所有焊点的焊接质量一致性,又要避免损坏温度敏感器件。例如;某个器件的最大允许温度230℃,此时再流焊接的工艺窗口却从原来的窗口宽度47℃(铅/锡焊料:183-230℃)缩小到13℃(锡/银/铜熔点:217℃)。如图 1所示;
图 1焊料合金组分对再流焊工艺的影响
怎样实现焊接质量的一致性,又不至于损坏温度敏感器件。本实验在OSP铜焊盘上采用4种工艺变量对不同类型焊膏的影响进行分析。实验采用的4种工艺变量是;
l 再流焊加热曲线
l 焊料合金
l 焊剂
l 炉内氧浓度
2. 实验过程
2.1 再流焊炉
实验使用的再流焊炉的规格是;8温区,强制热风对流再流焊炉,设置4条数据采样的再流加热曲线(图 2),一为锡/铅,其余三条为无铅焊接加热曲线。无铅焊接加热曲线仅一是含210℃予热区,其他两条没有设置予热区。在测试样板的不同部位安装5个热电偶,采集再流焊工艺过程的印制板温度数据。
图 2 实验再流焊温度曲线
实验再流焊工艺过程使用两种炉内气氛;空气,氮气(低氧分量/氮)。充氮再流焊工艺,炉内维持22-36ppm的氧分量。
表 1 由4种峰值再流温度曲线所示,锡/铅及两种没设置予热温区的无铅焊接的峰值温度的离散度为5-6℃,含予热温区无铅焊接的峰值温度的离散度为2℃。
表 1 实验再流焊工艺参数