電子產品無鉛焊接的特點及工藝控制-PCBA方案
一、無鉛工藝與有鉛工藝比較
通過無鉛、有鉛比較，正確認識無鉛技術
(a)無鉛工藝技術并不是高不可攀的技術，因為基本原理、工藝方法與有鉛技術是相同的。
(b)但由于無鉛的焊接材料、元器件、PCB都發生了變化，1 因此工藝參數必須隨之改變.主要變化是溫度高、工藝 窗口小、潤濕性差、工藝難度大，容易產生可靠性問題， 因此要求比有鉛時更加重視理論學習、工藝技術研究、j 工藝實踐，尤其要掌握關鍵技術：印、焊.
(c)進行設備改造或購置必要的焊接設備
(d)提高管理水平
二、無鉛焊接的特點
高溫、工藝窗口小、潤濕性差
從再流焊溫度曲線分析無鉛焊接的特點
63Sn37Pb鉛錫焊膏再流焊溫度曲線
三、無鉛焊接再流焊溫度曲線
四、有鉛、無鉛再流焊溫度曲線比較
五、從再流焊溫度曲線分析無鉛焊接的特點及對策
1、熔點高，要求無鉛焊接設備耐高溫，抗腐蝕。要求助焊劑耐高溫。
2、無鉛焊接的工藝窗口比鉛錫焊膏小，要求PCB表面溫C度更均勻。要求焊接設備橫向溫度均勻a.25-110°C/100-200sec,110~150°C/40~70sec,要求緩慢升溫，使整個PCB溫度均勻，減小PCB大小元器件因此要求焊接設備升溫、預熱區長度要加長。
b.150~217°C/50~70sec快速升溫區（助焊劑浸潤區）。
有鉛焊接從150°C升到183°C,升溫33°C,可允許在30-60sec之間完成，其升溫速率為0.55~1°C/sec；而無鉛焊接從150°C升到217°C,升溫67°C。只允許在50~70sec之間完成，其升溫速率為0.96^1.34°C/sec,要求升溫速率比有鉛高30%左右，另外由于無鉛比有鉛的熔點高34°C，溫度越高升溫越困難，如果升溫速率提不上去，長時間處在高溫下會使焊膏中助焊劑提前結束活化反應，嚴重時會使PCB焊盤，元件引腳和焊膏中的焊料合金在高溫下重新氧化而造成焊接不良，因此要求助焊劑浸潤區有更高的升溫斜率。?
c.回流區峰值溫度235°C與FR-4基材PCB的極限溫度(240°C)差(工藝窗口)僅為5°C。如果PCB表面溫度是均勻的，那么實際工藝允許有5°C的誤差。假若PCB表面有溫度誤差>5°C,那么PCB某處已超過FR-4基材PCB的極限溫度240°C,會損壞PCB。對于簡單的產品，峰值溫度235-240°C可以滿足要求；復雜的產品需要提高到260°C。但是在實際回流焊中，如果最小峰值溫度為235°C,最大峰值溫度取決于板面的溫差，它取決于板的尺寸、厚度、層數、元件布局、Cu的分布以及元件尺寸和熱容）量。擁有大而復雜元件的大、厚印制板，典型高達20^25°C。為了減小，滿足小的無鉛工藝窗口。爐子的熱容量也是很重要的因素。要求再流焊爐橫向溫差＜2°C,同時要求有兩個回流加熱區。
d.由于焊接溫度高，為了防止由于焊點冷卻凝固時間過長，造成焊點結晶顆粒長大；另外，加速冷卻可以防止產生偏析，避免枝狀結晶的形成，因此要求焊接設備增加冷卻裝置，使焊點快速降溫。
e.由于高溫，PCB容易變形，特別是拼板，因此對于大尺寸的PCB需要增加中間支撐。
f.為了減小爐子橫向溫差釆取措施：帶加熱器的導軌、選用散熱性小的材料、定軌向爐內縮進等技術。
3、浸潤性差
六、無鉛焊對PCB板焊盤設計的改進要求
1、插件元件接地或接電源焊盤改進
1個接地或接電源的插件元件焊盤，其四周皆接地， 熱量經大銅箔急劇散熱，在有鉛時因焊接要求的溫度低和熱容量小，對焊接影響不大;但進入無鉛焊后，焊接要求的溫度高和熱容量大,無鉛焊錫的潤濕性和流動擴散性差，使焊錫融熔不充分，造成冷焊虛焊,焊點壽命也會降低；因此, 要求設計成的焊盤，只通過焊盤一端接地。因無鉛手工焊和波峰焊溫度高，高溫下無鉛焊錫會腐蝕銅箔，特別是焊接時間越長時。
2、貼片元件接地或接電源焊盤改進無鉛焊接的回流焊溫度提高，無鉛焊錫熔化時的熱容量和張力的變大，當貼片元件的焊盤是接地或接電源大銅箔的一部分時，會在回流焊時因元件的兩焊盤上的焊膏熔化時間差導，致元件豎立或翹起和虛焊顯著增加。
3、PCB板工藝推薦和局部波峰焊接介紹
1）只要整機安裝可能,板面尺寸設計可大些,以便能使用“單面貼片+插件波峰焊”工藝，從而減少工藝過程，提高質量，降低成本。
2）要求技術中心對PALM機主板/TV主板等其他須雙面貼片的板子按局部波峰焊接進行設計,從而在批量生產時使用局部波峰焊接。同時，試產和小批量的產品可考慮使用選擇性波峰焊。
3）局部波峰焊接介紹:利用人造石等制作波峰焊托板,將不須焊接的部位屏蔽掉,讓插件元件引腳露出來,使用傳統的雙波波峰焊完成插件元件的焊接。
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