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SMT貼片加工:無鉛焊接材料的發展

   發布時間:2019-11-06 09:08:45   來自:SMT貼片加工    閱讀:

  無鉛化組裝已成為電子組裝產業的不可逆轉的趨勢。電子組裝焊接是一個系統工程,對無鉛焊接技術的應用其影響因素很多,要使無鉛焊接技術獲得廣泛應用,還需要從SMT貼片加工系統工程的角度來解析和研究以下幾個方面的問題。

  一、元器件。目前開發的用于電子產品貼片加工的無鉛焊接材料,熔點一般要比Sn63/Pb37的共晶焊料高,所以要求元器件耐高溫,而且要求元器件也無鉛化,即元器件內部連接和引出端(線)也要采用無鉛焊接材料和無鉛鍍層。

  二、PCB。要求PCB的基礎材料耐更高溫度,焊接后不變形,表面涂敷的無鉛共品合金材料與組裝焊接用無鉛焊接材料兼容,而且成本要低。

  三、助焊劑。助焊劑氧化還原能力更強和潤濕性更好,以滿足無鉛焊接材料焊接的要求。助焊劑與焊接預熱溫度和焊接溫度相匹配,而且要滿足環保的要求。通過實際測試表明免清洗助焊劑用于無鉛焊料焊接更好。

  四、焊接設備。為了適應新的焊接溫度的要求,預熱區的長度、加熱元器件、波峰焊焊槽、機械結構和傳動裝置等都要適應新的要求,錫鍋的材料與焊料的一致性(兼容性)要匹配。為了提高焊接質量和減少焊料的氧化,采用新的、行之有效的抑制焊料氧化技術,采用惰性氣體(例如N2)保護焊接技術是必要的

  五、廢料回收。從含Ag的Sn基無鉛無毒的綠色焊料中分離Bi和Cu將是非常困難的,如何回收Sn/Ag合金又是一個新課題。所以,無鉛焊料的實用化進程是否順利,與焊接設備制造商、焊料制造商、助焊劑制造商和元器件制造商四者間的協調作用有很大關系,其中只要有一方配合不好,就會対推廣應用無鉛焊料產生障礙。目前,焊接設各制造商已經開始行動,正在推出或即將推出適應無鉛焊料焊接的回流焊爐。

  此外,采用無鉛焊料替代 Sn/Pb焊料在解決污染的同時,可能會出現一系列新的問題例如SnPb系列焊料中,Sn、Pb對H、CI等元素的超電勢都比較高,而無鉛焊料中AB、Zn及Cu等元素對日、CI的超電勢都很低,由于超電勢的降低易引起焊接區殘留的H、CI離子遷移產生的電極反應,從而會引起集成電路元器件短路。

  近幾年來有關無鉛焊接的研究工作發展很快,世界上各大著名公司、國家實驗室和研究院所都投入了相當的力量開展無鉛焊料的研究。

  2003年3月,中國信息產業部經濟運行司擬定《電子信息產品生產污染防治管理辦法》,規定電子信息產品制造者應保證,自2003年7月1日起實行有毒有害物質的減量化生產措施。自2006年7月1日起投放市場的國家重點監管目錄內的電子信息產品不能含有鉛、鎘、汞、六價鉻、聚合溴化聯苯或聚合溴化聯苯乙等。因此,各大電子SMT工廠必須實現有鉛焊料向無鉛焊料的過渡。

  盡管當前無鉛焊料的研究開發和應用正走向深入研究階段,但根據世界各國的開發狀況來看,要在短時間內研制出使用性能超過SnPb共品焊料的高性能的無鉛焊料是一件困難的事情。全面考忠成本、性能的新型無鉛焊料標準尚未制訂,其測試方法和性能綜合評定方法也有待于在繼續的研制及應用過程中得以解決,還有許多工作要做。

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