无铅焊锡与电镀工艺制程文档格式.docx
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A:
锡的原子小,易进入其它金属晶格,形成合金。
B:
锡的熔点低,焊接需要的能量少。
C:
锡的导电性较好,化学性质较稳定。
3.无铅焊料的性能比较:
表一:
已实用化的无铅焊料品种:
工艺
适用温度(℃)
合金主要成份
应用注意点
回流焊
高温系
(230-260)
Sn-Ag系
Sn-3.5Ag-0.7Cu
因熔点较高,注意元器件/PCB的适应性与回流焊峰值温度的控制。
中温系
(215-225)
Sn-Zn系
Sn-8.8Zn-X
注意环境是否对SMT焊点有影响(氮气保护)。
焊接强度下降,脆性增加。
低温系
(150-160)
Sn-Bi系
Sn-57Bi-1Ag
注意元件电极/PCB焊盘涂层中Pb的影响。
波峰焊
(250-260)
Sn-3.5Ag-0.7Cu系
Sn-0.7Cu(Ni)
注意焊接温度与时间的控制以及预热温度应到位。
表二:
焊料合金特性:
金属
原子序数
电阻系数
μΩ/cm
熔点℃
金属在Sn合金中的比例
合金组织类型
Cu
29
1.63
1083
Sn/0.7Cu
0.7%
金属间化合物
Ag
47
1.58
961
Sn/3.5Ag
3.5%
Zn
30
6.0
420
Sn/9Zn
9%
置换固溶体
Bi
83
118
271
Sn/58Bi
58%
Sn
Pb
50
82
11.3
20.7
232
327
Sn/10Pb
10%
纯金属
4.无铅电镀制程中影响镀层可焊性的因素比较;
影响因素
可焊性降低的可能原因
改善措施
1.镀层表面状态
1.表面氧化层过厚或有腐蚀。
2.杂质沾污。
1.采用较强的助焊剂或重镀。
2.加强清洗和包装。
2.镀层合金结构
1.合金比例异常,熔点过高。
2.结晶较粗,易氧化。
(雾锡)
3.异种杂质共沉积,阻碍锡的自由流动。
4.存在金属间化合物。
1.加镀锡提高含锡比例。
2.重熔或加保护处理。
3.做好镀液维护,防止杂质积累。
4.降低合金元素比例。
3.镀层厚度
1.镀层太薄,
1.加镀锡。
4.环境的影响
1.潮湿环境加速腐蚀和氧化
1.将产品隔离保存。
5.时间因素
1.存放过久造成表面氧化和素材中的金属扩散到镀层中。
1减少存放时间。
6.素材因素
1.素材含活泼金属易扩散到镀层中改变了合金比例。
1.加镀镍底层,阻碍扩散。
结论:
为改善无铅镀层的焊接性能,需考虑以下几点:
1.尽量选用非金属间化合物镀层(例如锡铋),提高含锡比例。
2.提高镀镍和镀锡的厚度。
(同时考虑成本和装配需要)。
3.尽量选用致密的镀层(亮锡),并采用适当的后处理提高抗氧化能力。
4.减少存放时间,隔离空气包装产品。
二.锡须的原理:
1.金属的扩散和应力的释放是锡须产生的根源。
结论:
为减小锡须的形成,需考虑以下几点:
1选用金属间化合物镀层(例如锡铜)或其它合金镀层,避免用纯锡。
2.提高镀镍和镀锡的厚度。
3.选用疏松,应力较低的镀层,粗化结晶。
(例如雾锡)
三.无铅电镀:
1.电镀的原理:
2.电镀流程简介:
3.各种无铅电镀制程的比较:
镀层种类
亮SnAg
雾SnBi
亮SnCu
亮纯Sn
雾纯Sn
镀浴种类
烷基磺酸
镀浴安定性
差
良+
良
好
镀浴管理
难+
易-
难
易+
镀层均匀性
镀层置换
银置换
铋置换
铜置换
无
滚镀
难-
可
挂镀
高速电镀
易
阳极
不溶性
Sn/不溶
SnCu/Sn
阳极副反应
有氧化
废水成分
BOD/COD
废水处理性
镀浴成本
高
高-
低+
低
现有设备利用
不可
合金比例%
96.5
95-98.2
98-99.5
100
熔点℃
221
210
227-300
硬度
13-20
15-25
15-30
14-15
10-12
焊锡性
B+
A
C
B
焊锡强度
弯曲龟裂性
A-
A+
锡须抑制性
镀层抗氧化性
总结:
1.锡镀层可焊性的关键在于增加锡的流动性,并减少各种杂质的共沉积,防止氧化和腐蚀的发生。
2.抑制锡须的关键在于抑制锡的流动性,并减少镀层的内应力。
3..抑制锡须的措施易导致镀层可焊性的下降,必须同时采取其它措施提高可焊性。
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- 焊锡 电镀 工艺