① 有鉛錫膏絲成份sn代表什麼pb代表什麼
Sn是錫金屬元素的化學符號，Pb是鉛金屬元素的化學符號。
無鉛錫膏價格普遍貴一些，所以許多人都認為無鉛錫膏要比有鉛錫膏好，其實不一定，這要看具體是貼什麼產品，及客戶的要求，有鉛錫膏在某種程度上焊接性能不比無鉛錫膏差，無鉛錫膏的優點是同流峰值溫度低，迴流時間短。很好的保證直通率；潤濕性優良，鋪展率高；抗熱坍塌性極佳，防止細間距焊接橋連等。我們舉例說明：就拿最常見的無鉛低溫錫膏來說，市場上最常用的低溫錫膏是由錫和鉍合金組成Sn42Bi58，這種金屬合金的熔點是138度，迴流焊的作業溫度一般在170-180度左右。是無鉛錫膏中熔點溫度最低的一種錫膏，低熔點便有利於保護電子元器件在焊接過程中不會被高溫損壞。如：LED燈珠、塑膠類、開關類元件等都是怕高溫的元器件。但這款錫膏裡面的成份鉍對焊接的穩定性不好，用這款錫膏一定要注意的。
為了不破壞元器件的基本特性，所用無鉛焊料熔點必須接近錫鉛共晶焊料的熔點183℃，這是由於熔點高的焊料將超過電子元件的耐熱溫度，同時由於再流焊爐制約，因此不可以使用熔點高的焊料。其次從可焊性的觀點出發，必須與電子元件及印製板的鍍層銅、鎳、銀等有良好的潤濕。從電子產品的可靠性出發，為了形成良好的冶金結合的焊點，焊料本身的機械強度是非常重要的。特別要求焊點具有耐熱疲勞。
所以，在選購錫膏的時候最好結合焊接產品的要求，針對以上的錫膏的特點來選用錫膏。而不是按照自己的主觀意識來判斷。
② 有鉛和無鉛的焊接時推拉力
傳統的錫鉛焊料在電子裝聯中已經應用了近一個世紀。Sn63／Pb37共晶焊料的導電性、穩定性、抗蝕性、抗拉和抗疲勞、機械強度、工藝性都是非常優秀的，而且資源豐富，價格便宜。是一種極為理想的電子焊接材料。
但由於鉛污染人類的生活環境。據統計，某些地區地下水的含鉛量已超標30倍（允許標准
一、 無鉛焊接技術的現狀
無鉛焊料合金成分的標准化目前還沒有明確的規定。IPC等大多數商業協會的意見：鉛含量<0.1－0.2WT％（傾向<0.1％，並且不含任何其它有毒元素的合金稱為無鉛焊料合金。
1、 無鉛焊料合金
無鉛化的核心和首要任務是無鉛焊料。據統計全球范圍內共研製出焊膏、焊絲、波峰焊棒材100多種無鉛焊料，但真正公認能用的只有幾種。
（1） 目前最有可能替代Sn／Pb焊料的合金材料
最有可能替代Sn／Pb焊料的無毒合金是Sn基合金。以Sn為主，添加Ag、Cu、Zn、Bi、In、Sb等金屬元素，構成二元、三元或多元合金，通過添加金屬元素來改善合金性能，提高可焊性、可靠性。主要有：Sn－Bi系焊料合金，Sn－Ag共晶合金，Sn－Ag－Cu三元合金，Sn－Cu系焊料合金，Sn－Zn系焊料合金（僅日本開發應用），Sn－Bi系焊料合金，Sn－In和Sn－Pb 系合金。
（2） 目前應用最多的無鉛焊料合金三元共晶形式的Sn95.8\Ag3.5\Cu0.7（美國）和三元近共晶形式的Sn96.5\Ag3.0\Cu0.5（日本）是目前應用最多的用於再流焊的無鉛焊料。其熔點為216－220℃左右。
由於Sn95.8\Ag3.5\Cu0.7無鉛焊料美國已經有了專利權，另外由於Ag含量為3.0WT％的焊料沒有專利權，價格較便宜，焊點質量較好，因此IPC推薦採用Ag含量為3.0WT％（重量百分比）的Sn－Ag－Cu焊料。
Sn－0.7Cu－Ni焊料合金用於波峰焊。其熔點為227℃。
雖然Sn基無鉛合金已經被較廣泛應用，與Sn63\Pb37共晶焊料相比無鉛合金焊料較仍然有以下問題：
（A）熔點高34℃左右。
（B）表面張力大、潤濕性差。
（C）價格高
2、PCB焊盤表面鍍層材料
無鉛焊接要求PCB焊盤表面鍍層材料也要無鉛化，PCB焊盤表面鍍層的無鉛化相對於元器件焊端表面的無鉛化容易一些。目前主要有用非鉛金屬或無鉛焊料合金取代Pb－Sn熱風整平（HASL）、化學鍍Ni和浸鍍金（ENIC）、Cu表面塗覆OSP、浸銀（I－Ag）和浸錫（I－Sn）。
目前無鉛標准還沒有完善，因此無鉛元器件焊端表面鍍層的種類很多。美國和台灣省鍍純Sn和Sn/Ag/Cu的比較多，而日本的元件焊端鍍層種類比較多，各家公司有所不同，除了鍍純Sn和/Sn/Ag/Cu外，還有鍍Sn/Cu、Sn/Bi等合金層的。由於鍍Sn的成本比較低，因此採用鍍Sn工藝比較多，但由於Sn表面容易氧化形成很薄的氧化層、加電後產生壓力、有不均勻處會把Sn推出來，形成Sn須。Sn須在窄間距的QFP等元件處容易造成短路，影響可靠性。對於低端產品以及壽命要求小於5年的元器件可以鍍純Sn，對於高可靠產品以及壽命要求大於5年的元器件採用先鍍一層厚度約為1µm以上的Ni，然後再鍍2－3µm厚的Sn。
3、 目前無鉛焊接工藝技術處於過渡和起步階段
雖然國際國內都在不同程度的應用無鉛技術，但目前還處於過渡和起步階段，從理論到應用都還不成熟。沒有統一的標准，對無鉛焊接的焊點可靠性還沒有統一的認識，因此無論國際國內無鉛應用技術非常混亂，大多企業雖然焊接材料無鉛化了，但元器件焊端仍然有鉛。究竟哪一種無鉛焊料更好？哪一種PCB焊盤鍍層對無鉛焊更有利？哪一種元器件焊端材料對無鉛焊接焊點可靠性更有利？什麼樣的溫度曲線最合理？無鉛焊對印刷、焊接、檢測等設備究竟有什麼要求。。。。都沒有明確的說法。總之，對無鉛焊接技術眾說紛紜，各有一套說法、各有一套做法。這種狀態對無鉛焊接產品的可靠性非常不利。因此目前迫切需要加快對無鉛焊接技術從理論到應用的研究。
二、 無鉛焊接的特點和對策
1、 無鉛焊接和焊點的主要特點
（1） 無鉛焊接的主要特點
（A）高溫、熔點比傳統有鉛共晶焊料高34℃左右。
（B）表面張力大、潤濕性差。
（C）工藝窗口小，質量控制難度大。
（2） 無鉛焊點的特點
（A）浸潤性差，擴展性差。
（B）無鉛焊點外觀粗糙。傳統的檢驗標准與AOI需要升級。
（C）無鉛焊點中氣孔較多，尤其有鉛焊端與無鉛焊料混用時，焊端（球）上的有鉛焊料先熔，覆蓋焊盤，助焊劑排不出去，造成氣孔。但氣孔不影響機械強度。
（D）缺陷多－由於浸潤性差，使自定位效應減弱。
無鉛焊點外觀粗糙、氣孔多、潤濕角大、沒有半月形，由於無鉛焊點外觀與有鉛焊點有較明顯的不同，如果有原來有鉛的檢驗標准衡量，甚至可以認為是不合格的，但對於一般要求的民用電子產品這些不影響使用質量。因此要說服客戶理解，這是因為無鉛焊接潤濕性差造成的。隨著無鉛技術的深入和發展，由於助焊劑的改進以及工藝的進步，無鉛焊點的粗糙外觀已經有了一些改觀，相信以後會有更好的進步。
2、 無鉛波峰焊特點及對策
無鉛波峰焊接的主要特點也是高溫、潤濕性差、工藝窗口小。質量控制難度比再流焊更大。
（1） 用對波峰焊的焊料通常採用Sn－0.7Cu或Sn－0.7Cu－0.05Ni，熔點227℃，焊接溫度250－260℃。Sn－Cu焊料中加入少量的Ni可增加流動性和延伸率。波峰焊也可以使用Sn/Ag/Cu，一般不推薦用Sn/Ag/Cu焊料，除了因為Sn/Ag/Cu焊料的成本比較高，另外Ag也會腐蝕Sn鍋，而且腐蝕作用比Sn更嚴重。
（2） 無鉛波峰焊接Sn鍋中焊料溫度高達250－260℃，Sn在高溫下有溶蝕Sn鍋的現象，溫度越高熔蝕性越嚴重，而且無鉛焊料中Sn成分佔99％，比有鉛焊料多40％，如果採用傳統的不銹鋼鍋膽進行無鉛焊，大約三個月就會發生漏鍋現象。因此要求波峰焊設備的Sn鍋，噴嘴耐高溫、耐腐蝕，目前一般採用鈦合金鋼鍋膽，
由於無鉛焊料的浸潤性差，工藝窗口小，焊接時為了減小PCB表面的溫度差，要求Sn鍋溫度均勻，
（3） 由於高熔點，PCB預熱溫度也要相應提高，一般為100－130℃。為了PCB內外溫度均勻，預熱區要加長。使緩慢升溫。焊接時間3－4s。兩個波之間的距離要短一些。
（4） 對於大尺寸的PCB，為了預防PCB變形，傳輸導軌增加中間支撐。
（5） 由於高溫，為了防止焊點冷卻疑固時間過長造成焊點結晶顆粒長大，波峰焊設備應增加冷卻裝置，使焊點快速降溫。但是冷卻速度過快又可能對陶瓷體結構的CHIP元件傷害，有可能會使無件產生開裂，因此還要控制不要過快冷卻。另外對Sn鍋吹風會影響焊接溫度，因此還要考慮採用適當的冷卻手段。
（6） 由於高溫和浸潤性差，要提高助焊劑的活化溫度和活性，工藝上可增加一些助劑塗覆蓋。
（7） 要密切關注Sn－Cu焊料中Cu的比例，Cu的成分達0.2％，液相溫度改變多達6℃。這樣的改變可能導致動力學的改變以及焊接質量的改變。Cu比例超過1％，必須換新焊料。由於Cu隨工作時間不斷增多，因此一般選擇低Cu合金。
（8） 波峰焊時通孔元件插裝孔內上錫高度可能達不到75％（傳統Sn\Pb要求75％），因此要求從PCB孔徑比的設計、助焊劑活性與塗覆量、波峰溫度、波峰高度、導軌的傾斜角度等方面綜合考慮。
（9） 由於高溫，Sn會加速氧化，因此無鉛波峰焊工藝還有一個很大的缺點是產生大量的殘渣，充氮氣（N2）可以減少焊Sn渣的形成。當然也可以不充N2，或者加入無鉛錫渣還原粉，將產生大量的殘渣還原後重復利用，但一定要比有鉛焊接更注意每天的清理和日常維護。
（10） 波峰焊後分層LIFT－OFF（剝離、裂紋）現象較嚴重。
三、 從有鉛向無鉛焊接過渡的特殊階段存在的問題
1、 無鉛工藝對元器件的挑戰
（1） 耐高溫
要考慮高溫對元器件封裝的影響。由於傳統表面貼裝元器件的封裝材料只要能夠耐240℃高溫就能滿足有鉛焊料的焊接溫度了，而無鉛焊接時對於復雜的產品焊接溫度高達260℃，因此元器件封裝能否耐高溫是必須考慮的問題了。
另外還要考慮高溫對器件內部連接的影響。IC的內部連接方法有金絲球焊、超聲壓焊，還有倒裝焊等方法，特別是BGA、CSP和組合式復合元器件、模塊等新型的元器件，它們的內部連接用的材料也是與表面組裝用的相同的焊料，也是用的再流焊工藝。因此無鉛元器件的內連接材料也要符合無鉛焊接的要求。
（2） 焊端無鉛化
有鉛元器件的焊端絕大多數是Sn／Pb鍍層，而無鉛元器件焊端表面鍍層的種類很多。究竟哪一種鍍層最好，目前還沒有結論，因此還有待無鉛元器件標準的完善。
2、 無鉛工藝對PCB的挑戰
無鉛工藝要求PCB耐熱性好，較高的玻璃化轉變溫度Tg，低熱膨脹系數，低成本。
（1） 無鉛工藝要求較高的玻璃化轉變溫度Tg
Tg是聚合物特有的性能，是決定材料性能的臨界溫度。在SMT焊接過程中，焊接溫度遠遠高於PCB基板的Tg，無鉛焊接溫度比有鉛高34℃，更容易PCB的熱變形，冷卻時損壞元器件。應適當選擇Tg較高的基PCB材料。
（2） 要求低熱膨脹系數（CTE）
當焊接溫度增加時，多層結構PCB的Z軸與XY方向的層壓材料、玻璃纖維、以及Cu之間的CTE不匹配，將在Cu上產生很大的應力，嚴重時會造成金屬化孔鍍層斷裂而失效。這是一個相當復雜的問題，因為它取決於很多變數，如PCB層數、厚度、層壓材料、焊接曲線、以及Cu的分布、過孔的幾何形狀（如縱橫比）等。
克服多層板金屬化孔斷裂的措施：
凹蝕工藝一-電鍍前在孔內側除掉樹脂／玻璃纖維。
以強金屬化孔壁與多層板的結合力。
凹蝕深度為13－20µm。
（3） 高耐熱性
FR－4基材PCB的極限溫度為240℃，對於簡單產品，峰值溫度235－240℃可以滿足要求，但是對於復雜產品，可能需要260℃才能焊好。因此厚板和復雜產品需要採用耐高溫的FR－5。
（4） 低成本
由於FR－5的成本比較高，對於一般消費類產品可以採用復合基CEMn來替代FR－4基材，CEMn是表面和芯部由不同材料構成的剛性復合基覆銅箔層壓板，簡稱CEMn代表不同型號。
四、 無鉛工藝對助焊劑的挑戰
（1） 無鉛工藝對助焊劑的要求
（A）由於焊劑與合金錶面之間有化學反應，因此不同合金成分要選擇不同的助焊劑。
（B）由於無鉛合金的浸潤性差，要求助焊劑活性高。
（C）提高助焊劑的活化溫度，要適應無鉛高溫焊接溫度。
（D）焊後殘留物少，並且無腐蝕性，滿足ICT探針能力和電遷移。
（2） 焊膏印刷性、可焊性的關鍵在於助焊劑。
確定了無鉛合金後，關鍵在於助焊劑。例如有8家焊膏公司給某公司提供相同合金成份的無鉛焊膏進行試驗，試驗結果差別很大。潤濕性好的焊膏後不立碑，潤濕性差的濕膏焊上後電阻、電容移位比較多。因此，選擇焊膏要做工藝試驗，看看印刷性能否滿足要求，焊後質量如何。例如印刷時焊膏的滾動性、填充性、脫膜性是否好，間隔1個小時觀察印刷質量有無變化、測1－8小時的黏度變化等等。總之要選擇適合自己產品和工藝的焊膏。
（3） 無鉛焊劑必須專門配製焊膏中的助焊劑是凈化焊接表面,提高潤濕性,防止焊料氧化和確保焊膏質量以及優良工藝性的關鍵材料。高溫下助焊劑對PCB的焊盤，元器件端頭和引腳表面的氧化層起到清洗作用，同時對金屬表面產生活化作用。
免清洗Sn－Pb焊膏已經使用了多年，而且已是成熟的技術。早期無鉛焊膏的做法是簡單地將Sn－Pb焊料免清洗焊劑和無鉛合金混合，結果很糟糕。焊膏中助焊劑和焊料合金間的化學反應影響了焊膏的流變特性，流變性對印刷性能至關重要。
由於無鉛合金的浸潤性差，要求助焊提高活性，提高活化溫度的道理，下面再進一步分析：無論有鉛焊接還是無鉛焊接，助焊劑浸潤區是控制焊接接的關鍵區域，助焊酸在常溫下不能和Cu20起反應，就是分解反應，在分解反應時會發出熱量，釋放激活能。有鉛焊接時，助焊劑的活性反應恰好在焊料的熔點183℃之前，對金屬表面進行清洗，焊料熔化時使金屬表面獲得激活能，從而能夠起到降低熔融焊料的黏度和表面張力，提高浸潤性的作用，有利於擴散、溶解形成金屬間合金層。但是無鉛焊接時，熔點為217℃，比有鉛高34℃，而無鉛助焊劑的主要成份也是松香脂，如果使用傳統的助焊劑，在183℃焊料熔化前焊膏中的助焊劑已經結束化反應，再從183℃上升到217℃，由於助焊劑長時間處在高溫下，不僅起不到清洗耳恭聽和活化作用，還可能造成助焊劑碳化，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。
因此無鉛焊劑必須專門配製，隨著無鉛進程的深入，由於焊料廠商的努力，他們在活化劑等添加劑上採取措施來提高助焊劑的活性和活化溫度，使無鉛焊膏質量得到了改善。目前的無鉛焊點從外觀上看已經比前幾年有了改善。
（4） 波峰焊中無VOC免清洗耳恭聽焊劑也需要特殊配製。無鉛焊膏和波峰焊的水溶性焊劑對某些產品也是需要的。
4、關於過度時期無鉛焊接可靠性的討論
關於無鉛焊接可靠性問題是製造商和用戶都十分關心的問題。尤其是當前正處在從有鉛向無鉛焊接過渡的特殊階段，無鉛材料、印刷板、元器件、檢測等方面都沒有標准，甚至可靠性的測試方法也沒有標準的情況下，可靠性是非常讓人們擔憂的。現階段的無鉛工藝，特別是在國內處於比較混亂的階段，由於有鉛和無鉛混用時，特別是當無鉛焊端的元器件採用有鉛焊料和有鉛工藝時發生嚴重的可靠性問題，這些問題不僅是當前過渡階段無鉛焊接要注意，而且對於過渡階段的有鉛焊接也是要注意的問題。
（1）焊點機械是比較軟的，容易變形，因此無鉛焊點的硬度比Sn－Pb高，無鉛焊點的強度也比Sn－Pb高，無鉛焊點的變形比Sn－Pb焊點小，但是這些並不等於無鉛的可靠性好。由於無鉛焊料的潤濕性差，因此空洞、移位、立碑等焊接缺陷比較多，另外由於熔點高，如果助焊劑的活化溫度不能配合高熔點，正如前面分析的那樣，由於助焊劑浸潤區的溫度、時間長，會使焊接面在高溫下重新氧化而不能發生浸潤和擴散，不能形成良好的界面合金層，其結果導致焊面結合強度（抗拉強度）差而降低可靠性。
據美國偉創立，AGILENT等公司的可靠性試驗，例如推力試驗，彎曲試驗，振動試驗，跌落試驗，經過潮熱，高低溫度循環等可靠性試驗結果，大體上都有一個比較相近的結論：大多數民用、通信等領域，由於使用環境沒有太大的應力，無鉛焊點的機械強度甚至比有鉛的要求還高；便在使用應力高的地方，例如軍事，高低溫，低氣壓等惡劣環境下，由於無鉛蠕變大，因此無鉛比有鉛的可靠性差很多。
關於無鉛焊點的可靠性（包括測試方法）還在初期的研究階段。
（2）錫須問題
SN在壓縮狀態會生長晶須（WHISKER），嚴重時會造成短路，要特別關注窄間距QFP封裝元件。晶須是直徑為1－10µm，長度為數µm－數＋µm的針狀形單晶體，易發生在Sn、Zn、Cd、Qg等低熔點金屬表面。
Sn須增長的根本原因是在Sn鍍層上產生應力，室溫下1.5個月晶須長度達1.5µm。
在Sn中加一些雜質可避免生長Sn須。
（3）分層LIFT－OFF（剝離、裂紋）現象
無鉛和有鉛混用時，如果焊接中混入的鉛超過標准>5％時，焊接後在焊占與焊端交界處會加劇公層LIFT－OFF（剝離、裂紋）現象。LIFT－OFF現象在有鉛元件採用無鉛波峰焊的工藝中比較多，嚴重時甚至會把PCB焊盤一起剝離開。因此過渡階段波峰焊的焊盤設計可採用SMD（阻焊定義焊盤）方式，用阻焊膜壓住焊盤四周，這樣可以減輕或避免PCB焊盤剝離現象。
關於分層LIFT－OFF（剝離、裂紋）現象的機理還要繼續研究。當焊料、元件、PCB全部無鉛化後是否不會產生LIFT－OFF會現象了，也要繼續研究。
元件的Sn－Pb鍍層發生的LIFT－OFF
（4） 鉛和有鉛混用時可靠性討論
① 無鉛焊料中的鉛對長期可靠性的影響是一個課題，需要更進一步研究。初步的研究顯示；焊點中鉛含量的不同對可靠性的影響是不同的，當含量在某一個中間范圍時，影響最大，這是因為在最後凝固形成結晶時，在Sn權界面處，有偏析金相形成，這些偏析金相在循環負載下開始形成裂紋並不斷擴大。例如：2％－5％的鉛可以決定無鉛焊料的疲勞壽命，但與Sn－Pb焊料相比，可靠性相差不大。無鉛焊料與有鉛焊端混有時要控制焊點中鉛含量<0.05％。
目前正處在無鉛和有鉛焊接的過度轉變時期，大部分無鉛工藝是無鉛焊料與有鉛引腳的元件混用。在「無鉛」焊點中，鉛的含量可能來源於元件的焊端、引腳或BGA的焊球。
無鉛焊料與有鉛焊端混用時氣孔多，這是因為有鉛焊端與無鉛焊料混用時，焊端（球）上的有鉛焊料先熔，覆蓋焊盤，當無鉛焊料合金熔化時，焊膏中的助焊劑排不出去造成氣孔。對於波峰焊，由於元件引腳脖子Sn－Pb電鍍層不斷融解，焊點中鉛的含量需要進行監測。
② 有鉛焊接與無鉛焊端混用的質量最差
有鉛焊料與無鉛焊端混用時如果採用有鉛焊料的溫度曲線，有鉛焊料先熔，而無鉛焊端（球）不能完全熔化，使元件一側的界面不能生成金屬間合金層，BGA、CSP－側原來的結構被破壞而造成失效，因此有鉛焊料與無鉛焊端混用時質量最差。BGA、CSP無鉛焊球是不能用到有鉛工藝中的。
（5） 高溫對元件的不利影響
陶瓷電阻和特殊的電容對溫度曲線的斜率(溫度的變化速率)非常敏感,由於陶瓷體與PCB的熱膨脹系數CTE相差大（陶瓷：3－5，PCB：17左右），在焊點冷卻時容易造成元件體和焊點裂紋，元件開裂現象與CTE的差異、溫度、元件的尺寸大小成正比。0201、0402、0603小元件一般很少開裂，而以上的大元件發生開裂失效的機會較多。
鋁電解電容對清晰度極其敏感。
連接器和其他塑料封裝元件（如QFP、PBGA）在高溫時失效明顯增加。主要是分層、爆米花、變形等、粗略統計，溫度每提高10℃，潮濕敏感元件（MSL）的可靠性降1級。解決措施是盡量降低峰值溫度；對潮濕敏感元件進行去潮烘烤處理。
（6） 高溫對PCB的不利影響
高溫對PCB的不利影響在第三節中已經做了分析，高溫容易PCB的熱變形、因樹脂老化變質而降低強度和絕緣電阻值，由於PCB的Z軸與XY方向的CTE不匹配造成金屬化孔鍍層斷裂而失效等可靠性問題。
解決措施是盡量降低峰值溫度，一般簡單的消費類產品可以採用FR－4基材，厚板和復雜產品需要採用耐高溫的FR－5或CEMn來替代FR－4基材。
（7） 電氣可靠性
迴流焊、波峰焊、返修形成的助焊劑殘留物，在潮濕環境和一定電壓下，導電體之間可能會發生電化學反應，導致表面絕緣電阻（SIR）的下降。如果有電遷移和枝狀結晶（錫須）生長的出現，將發生導線間的短路，造成電遷移（俗稱「漏電」）的風險。為了保證電氣可靠性，需要對不同免清洗助焊劑的性能進行評估。
（8） 關於無鉛返修
① 無鉛焊料的返修相當困難，主要原因：
（A）無鉛焊料合金潤濕性差。
（B）溫度高（簡單PCB235℃，復雜PCB260℃）。
（C）工藝窗口小。
② 無鉛返修注意事項：
（A）選擇適當的返修設備和工具。
（B）正確作用返修設備和工具。
（C）正確選擇焊膏、焊劑、焊錫絲等材料。
（D）正確設置焊接參數。
除了要適應無鉛焊料的高熔點和低潤濕性。同時返修過程中一定要小心，將任何潛在的對元件和PCB的可靠性產生不利影響的因素降至最低。
（9） 關於過度時期無鉛和有鉛混用情況總結。
（A）無鉛焊料和無鉛焊端――效果最好。
（B）無鉛焊料和有鉛焊端――目前普通使用，可以應用，但必須控制Pb，Cu等的含量，要配製相應的助焊劑，還要嚴格控制溫度曲線等工藝參數，否則會造成可靠性問題。
（C）有鉛焊料和無鉛焊端――效果最差，BGA、CSP無鉛焊球是不能用到有鉛工藝中的，不建議採用。
五、 過渡階段有鉛、無鉛混用應注意的問題
1、 問題舉例
（1） 有鉛工藝也遇到了無鉛元器件有的SMT加工廠，雖然還沒有啟動無鉛工藝，但是也遇到了無鉛元器件，特別是BGA／CSP和LLP。有的元件廠已經不生產有鉛的器件了，因此采購不到有鉛器件了，這種知道采購的器件是無鉛的情況還不可怕，因為可以通過提高焊接溫度，一般提高到230－235℃就可以。還有一種措施可以採用無鉛焊料和無鉛工藝，因為目前過度階段普遍情況是無鉛焊料和有鉛焊端混用，其可靠性還是可以被接受的。但是最糟糕的是無意中遇到了無鉛元器件，生產前沒有發現，生產中還是採用有鉛焊料和有鉛工藝，結果非常糟糕，因為有鉛焊料和無鉛焊端混用效果最差。
（2） 有鉛工藝也遇到純Sn熱風整平的PCB。
這種情況也是在無意中發生過，結果由於焊接溫度不夠造成質量問題。
（3） 波峰焊問題
波峰焊問題比較多，例如目前有鉛工藝遇到無鉛元器件；無鉛工藝的插裝孔，導通孔不上錫；分層LIFT－OFF現象較嚴重；橋接、漏焊等缺陷多；錫鍋表面氧化物多。。。。。
2、 解決措施
（1） 備料
備料要注意元器件的焊端材料是否無鉛，如果是無鉛元器件，一定要弄清楚是什麼鍍層材料，特別是BGA／CSP和新型封裝的器件，例如LLP等（有鉛工藝也要注意）。
目前無鉛標准還沒有完善，因此無鉛無器件焊端表面鍍層的種類很多，例如日本的元件焊端鍍Sn／Bi層，如果焊料中含有鉛，當鉛含量<4WT％，Bi會與Pb形成93℃的低熔點，影響產品可靠性，因此鍍Sn／Bi的元件只能在無鉛焊料中使用。
（2） 物料管理
對於有鉛、無鉛兩種工藝並存的企業，務必注意製造嚴格的物料管理制度，千萬不能把有鉛、無鉛的焊膏和元器件混淆。
（3） 無鉛印刷要提高印刷精度
加大模板開口尺寸：寬厚比>1.6，面積比>0.71
（4） 提高貼片精度
（5） 嚴格控制溫度曲線，盡量降低峰值溫度；
對潮濕敏感元件進行去潮烘烤。
（6） 復雜和高可靠產品採用耐高溫的PCB材料（FR5或其它）
（7） 在N2中焊接比在空氣中焊接的質量好，尤其波峰焊採用N2可以減少高溫焊料氧化，減少殘渣，節省焊料。或者加入無鉛錫渣還原粉，將產生大量的殘渣還原後重復利用，但一定要比有鉛焊接更注意每天的清理和日常維護。
六、有鉛向無鉛製程轉換過程中成本控制
在有鉛向無製程轉換過程中成本控制主要從機器成本和製程材料消耗成本兩方面考慮。
目前相當多的企業已購置有鉛焊接工藝所使用的機器（波峰焊）在各種性能及操作性方面已經接近無鉛焊接的工藝要求，將現在所使用的機器關鍵部分的部件材質及尺寸作出對應的改造即可繼續使用在要求不是十分高的電子產品加工工藝當中。
普通波峰焊機改無鉛波峰焊機可行性分析
普通錫和無鉛錫的焊接溫度區別:
a普通錫的焊接溫度245℃
b無鉛錫的焊接溫度270℃
普通錫和無鉛錫的焊接用助焊劑預熱溫度區別
a普通錫的焊接用助焊劑預熱溫度90℃
b無鉛錫的焊接用助焊劑預熱溫度110℃
普通錫和無鉛錫的金屬成分區別
a普通錫的金屬成分Sn/Pb
b無鉛錫的金屬成分主要是Sn/Ag/Cu或者Sn/Cu
普通錫和無鉛錫的焊接設備要求區別
:
普通錫的焊接設備要求
無特別要求:
無鉛錫的焊接設備要求
a要求機器當中與錫接觸部分本身不能含有鉛的成分.
b要求無鉛錫的熔爐能夠耐腐蝕的性能較好.
c要求機器的冷卻速度較快
綜合以上要求其對應措施如下
1.機器的材料採用鈦合金材料
2.機器的預熱區長度和機器使用的速度成一定比例
3.和無鉛助焊劑有接觸的部分採用不含鉛成分材料製成
4.將機器的冷卻部分改為冷氣機或將冷卻風扇的數量加多
錫爐改造後效果
a完全滿足無鉛工藝製程各方面的要求
b生產速度和改造之前基本相同
結論
將原來的普通波峰焊機改造成無鉛波峰焊機是完全可行而且是節約成本的兩全之策
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材料消耗方面
目前無鉛工藝當中採用的釺焊料相對比原來的焊料成分方面錫的含量增大很多，其合金成分相對有很大的提升。在生產加工過程中，其錫渣的產生量比原來普通焊料的產生量也有很大幅度的提高。如果能將錫渣的產生量降低則對於材料消耗方面的成本控制是有益的。
錫渣主要是錫在高溫環境下和氧氣發生反應產生的氧化物，通過物理高溫攪拌可以將大部分的錫氧分離（即錫渣還原），將分離的錫重新使用，也可利用化學置換還原反應將錫渣中的氧分子置換後還原成純錫而重復使用。
③ 電子行業中檢測器件可焊性的槽焊法標準是什麼
摘要：隨著電子信息工業的全面發展和不斷升級，電子元器件的應用已經逐步滲透到各行各業，然而電子元器件的焊端氧化問題一直困擾著業界同仁。本文從電子元器件焊端氧化的機理入手，對焊端氧化的原因進行分析，依其原因逐步追溯出焊端氧化的可焊性解決方案。並試圖探究出焊端氧化的可焊性標准。關鍵詞：電子元器件 氧化 可焊性 正文：隨著SMT技術在計算機、網路通信、消費類電子以及汽車電子等產品中的廣泛應用，SMT產業越來越明晰地預示著它將迎來發展歷史上的黃金時期。目前我國電子元器件的片式化率雖已超過60％，但相對國際上電子產品的 SMT化率90％而言，仍然存在一定的差距，因此可以說我國SMT產業仍有良好發展空間。SMT產業的健康發展離不開產業的上下游各個環節的共同繁榮。SMT生產主要是通過絲印機將錫膏印刷到電路板上，然後利用貼片機將電子元器件貼裝到電路板的相應位置，再過迴流爐便完成PCB貼片元器件的焊接。在這一過程中，可能會因絲印不良、貼裝不準、爐溫不當等各種原因造成虛焊、偏移、錫球、短路、橋接等焊接缺陷，本文僅從電子元器件焊端氧化這一困擾電子加工業的難題進行粗淺的探究，希求找到解決電子元器件焊端氧化的有效方法，以實現其可焊。氧化，顧名思義就是電子元器件的焊端和空氣中的氧氣發生化學反應，產生一些金屬氧化物附在焊盤的表層，影響了焊錫、ＰＣＢ及元器件件本體的充分接觸，而形成不可靠的焊接。目前，市場上的電子元器件的焊端材質一般都是金屬銅、鋁，再鍍上Ｓn／Ｂi、Ｓn/Ａg、Ｓn/Ｃu等，幾乎所有的電子元器件均含有金屬銅的成分，當外界環境滿足金屬銅發生化學反應的條件，便在電子元器件的焊端發生氧化反應，生成紅褐色氧化亞銅（Cu2O 方程式是：4Cu+O2= 2Cu2O），這就是我們經常看到的焊端呈現紅褐色的原因，可有時我們發現焊端呈現的是灰黑色的，那是因為氧化亞銅進一步氧化生成黑色的氧化銅（CuO 方程式是：2 Cu2O +O2= 4CuO）的緣故，又有時候我們發現焊端出現一層綠膜，那是更為嚴重的氧化反應，銅和空氣中的氧氣（O2）、水（H2O）、二氧化碳（CO2）發生化學反應生成鹼式碳酸銅（Cu2(OH)2CO3又叫銅綠方程式是：2Cu+O2+CO2+H2O= Cu2(OH)2CO3 ）。有時候我們也把氧化亞銅稱為「紅色氧化銅」，有些不太嚴謹的時候把氧化亞銅也叫做氧化銅，可以認為是一種廣義的氧化銅。這便是我們通常見到的電子元器件焊端氧化表現出的基本現象。當然了，從顏色上我們可以明顯地看出焊端的氧化現象，可有的氧化現象並不怎麼明顯，無法從顏色上進行分析，但又確實是氧化造成了焊接不良，這時我們用什麼方法來證明它的氧化現象呢？下面我們將列出幾種證明氧化的方法：1、 用橡皮擦拭焊端後再進行焊接，看能否上錫； 2、 將不能焊的焊盤用砂紙打磨一下，看其顏色是否變化；3、 用酒精擦拭焊端，然後再加助焊劑，調節爐溫或烙鐵，看焊接效果是否好轉；4、 換個同料不同批次的電子元器件，用同樣的工藝條件過爐或電烙鐵焊接，比較兩次焊接的效果便可得出結論；5、 用顯微鏡進行精細觀察，看其顏色是否有輕度變化；6、 用可焊性測試儀測量電子元器件的可焊性；7、 用半自動生化分析儀測銅離子含量，這種方法多用於實驗室。以上方法有時可以只用其中一項便可得出結論，但有時氧化現象很不明顯，需要幾種方法綜合使用、不斷嘗試才能得出正確的結論。那麼，到底是什麼原因造成了電子元器件的氧化呢？這要從氧化的機理上查找問題的根源。發生氧化反應的本質是化合價升高，失去電子，銅作為還原劑被氧化生成氧化產物。發生這一反應要滿足適當的條件(有空氣<主要指氧氣>、氧化劑或化學試劑)。具體到電子元器件上主要是指氧氣或一些高價金屬氧化物、高價金屬鹽、硝酸、硫酸硝基物、亞硝基物、過氧酸等化學品與裸露的電子元器件因充分接觸在一起而缺乏有效的隔離措施所發生氧化反應，致使電子元器件焊端氧化，使其無法進行有效焊接。一般情況下，這與我們的物料管理和環境條件控制有著極大的關系。那麼電子元器件的存放條件和作業過程中的環境控制具體表現在哪些些方面呢？一般電子元器件的貯存均與溫度和濕度相關，另外還要包括一個保質期的限制，大部分溫度要求22+/-5度，濕度小於70%，體質期為一年。絕大部分電子產品都要求在乾燥條件下作業和存放。據有關數據統計，全球每年有1/4以上的工業製造不良品與潮濕的危害有關，對於電子工業，潮濕的危害已經成為影響產品質量的主要因素之一。潮濕對半導體產業的危害主要表現在潮濕能透過IC塑料封裝和從引腳等縫隙侵入IC內部，產生IC吸濕現象。在SMT過程的加熱環節中形成水蒸氣，產生的壓力導致IC樹脂封裝開裂，並使IC器件內部金屬氧化，導致產品故障。此外，當器件在PCB板的焊接過程中，因水蒸氣壓力的釋放，亦會導致虛焊。其它電子器件，如電容器、陶瓷器件、接插件、開關件、焊錫、PCB、晶體、硅晶片、石英振盪器、SMT膠、電極材料粘合劑、電子漿料、高亮度器件等，均會受到潮濕的危害；而作業過程中的電子器件，比如：封裝中的半成品到下一工序之間；PCB封裝前以及封裝後到通電之間；拆封後但尚未使用完的IC、BGA、PCB等；等待錫爐焊接的器件；烘烤完畢待回溫的器件；尚未包裝的產成品等，亦會受到潮濕的危害。另外，成品電子整機在倉儲、運輸過程中依然會受到潮濕的危害。理想的情況下，電子元器件的存儲環境濕度應該在40％以下，有些品種要求濕度更低。現實條件下，我們如何用現代化的手段管理電子產品的存放環境？就讓我們先來分析一下，電子產品的生產全過程。我們關注的焦點主要是原料倉庫、生產車間、成品倉庫和運輸車輛的溫濕度。傳統的管理辦法就是：由倉管員或管理人員不定時查看、記錄倉庫和車間的濕度值，發現異常情況即使用加濕或除濕設備控制倉庫、車間的濕度。這樣的管理辦法比較費時間和人力，而且記錄的數據會因人為的因素，使數據顯得不很是客觀，這樣的方法不太符合現代化企業管理的要求；而在物流方面，企業基本沒有辦法管理運輸車輛上的溫濕度變化。那麼能有什麼樣的方法才能使企業管理既科學又規范呢？現在市面推出的溫濕度自動記錄儀是一種有效的解決辦法。這種設備一般由測量部分、儀器本體和PC界面三大部分組成。其功能特點是：省去我們手工記錄溫濕度的煩瑣，把查看溫濕度數據的工作變得十分簡易，記錄間隔可以根據我們自己的具體情況從3秒到24小時可調，我們也可以在軟體上設置溫濕度警報的上下限，並且軟體還具有數據分析的功能。溫濕度記錄儀記錄的信息包括日期、時間、溫度濕度數據，數據分為表格數據和曲線數據，根據需要還可以實現實時報警功能，從而實現電子元器件的有效保管和強有力的控制。我們做好了電子元器件的存儲保管工作，並不意味著就不再發生焊端氧化的現象了。畢竟我們人為可控的范圍有一定限度，理想的不氧化狀況從理論到現實都沒能得到徹底的解決，尤其是當前正處在從有鉛向無鉛焊接過渡的特殊階段，無鉛材料、印刷板、元器件、檢測等方面都沒有標准，甚至可靠性的測試方法也沒有標準的情況下，可靠性是非常讓我們擔憂的。現階段的無鉛工藝，特別是在國內處於比較混亂的階段，由於有鉛和無鉛混用時，特別是當無鉛焊端的元器件採用有鉛焊料和有鉛工藝時發生嚴重的可靠性問題，這些問題不僅是當前過渡階段無鉛焊接要注意，而且對於過渡階段的有鉛焊接也是要注意的問題。焊端氧化的可焊性更是沒有一個標准可供大家套用，但是我們又不得不去嘗試著尋找解決這一問題的辦法。當元器件焊端和引腳、印製電路基板的焊盤氧化或污染，或印製板受潮等情況下，再流焊時會產生潤濕不良、虛焊、錫珠、空洞等焊接缺陷。這些缺陷的造成都是氧化在作怪。過去，我們發現這些不良，一般都直接拿去進行返修，並且認為返修後使焊點更加牢固，看起來更加完美，提高了電子組件的整體質量。事實上這一傳統觀念並不正確。因為返修工作是具有破壞性的，會縮短產品壽命，如果返修方法不正確，還會加重對元器件和印製電路板的損傷，甚至PCB會報廢。因此，我們解決焊端氧化的可焊性方法一定要小心，否則可能把我們引入新的誤區。為了避免陷入誤區，我們首先做好的依然是避免氧化現象的發生，做好物料的保管、環境溫濕度控制、設備保養和研究新材料，對電子元器件進行防氧化處理。 當然了，氧化無處不在，無時不在，它發生速度快，破化能力強，最可怕的是它幾乎是不可避免的。那麼對氧化了的電子元器件我們如何處理呢？簡單進行報廢處理顯然不是最可行的辦法，畢竟我們還存在成本控制這一環節，在適當可控的范圍內，對已經氧化的電子元器件進行一定的處理以確保其可焊性。下面簡單介紹幾種常見的解決辦法：1、根據IPC-M190 J-STD-033標准，在高濕空氣環境暴露後的SMD元件，必需將其放置在10%RH濕度以下的乾燥箱中放置暴露時間的10倍時間，才能恢復元件的「車間壽命」，避免報廢，以保障安全。2、對於輕度氧化，因氧化層較薄，且氧化層呈現粉末狀的引腳，可以拿繪圖用的橡皮擦輕輕的將引腳表面的氧化層擦除干凈。另外還可以用無塵布沾取洗板水來進行擦洗，一般也能夠將氧化物質去除掉。3、對於較為嚴重的氧化，一般採用搪錫的方法，具體步驟是：①沾助焊劑 助焊劑可以將松香溶解在酒精中製成，濃度越高越好，保證其能夠很好的沾附在器件的引腳上；②搪錫 焊錫可選用與錫膏相同成分的合金成分，小錫爐的溫度設定在350℃-400℃，搪錫時間3-5秒；③整理 搪錫後可能會有個別引腳有錫尖或短路，可用烙鐵進行清理；④檢查 經過搪錫處理過的引腳一般都能夠達到焊接的要求，確保最終焊接的品質。上面的方法主要是針對引腳間距在0.5mm以上的，對於間距為0.5mm、0.5mm以下以及BGA封裝器件的就不適用，對於這類器件可在焊接前在引腳或錫球上塗松香助焊劑，然後在110℃-130℃溫度加熱40-60秒，也能夠將氧化層去除掉。4、用小刀片颳去金屬引線表面的氧化層，使引腳露出金屬光澤，然後塗上一層松香酒精溶液，避免其再氧化。5、使用防銹抗靜電二合一防銹袋，它不僅能夠抗靜電，又能防腐蝕抗氧化，彌補了傳統抗靜電袋的不足。6、全面實現噴漆、電鍍、上油及真空包裝，使電子元器件在投入加工之前進一步縮短與外界的接觸。7、規范生產現場秩序，加強一線員工管理，所有直接或者間接接觸電子元器件的的人員必須配帶防靜電橡膠指套、腳套（防靜電工作鞋），一方面進行有效的靜電防護，另一方面又避免了因污跡、汗漬帶來的氧化問題。8、做可焊性試驗，驗證電子元器件氧化的程度，並依其情況採取相應措施。該方法一般使用於科研單位及大批量生產前的試產階段。目前關於「可焊性試驗」的國內標准有以下幾項：
GB/T 17473.7-1998 厚膜微電子技術用貴金屬漿料 測試方法 可焊性、耐焊性試驗
GB/T 2423.32-1985 電工電子產品基本環境試驗規程 潤濕稱量法可焊性試驗方法
GB/T 2424.21-1985 電工電子產品基本環境試驗規程 潤濕稱量法可焊性試驗導則
GB/T 4909.12-1985 裸電線試驗方法 鍍層可焊性試驗 焊球法
QJ 2028-1990 鍍覆層可焊性試驗方法
SJ/T 10669-1995 表面組裝元器件可焊性試驗電子元器件焊端氧化的可焊性解決方案，目前國內尚沒有統一的標准，但困擾我們已久的這一難題必須得到解決，畢竟氧化造成的後果不僅僅是我們的成本在無形地膨脹，而且我們產品的可靠性和穩定性亦在經受著考驗，進而影響的是我們整個產業鏈的健康發展。隨著電子工業的不斷發展，相信業界同仁對電子元器件焊端氧化問題都會有自己研究、見解和成果。我們在尋找焊端氧化的可焊性解決辦法的同時，一定不要丟下解決問題的本源---研究新材料，採用新工藝，生產出防氧化的電子元器件。只要我們從根源上切斷了氧化的可能性，再加上外界條件和管理上的嚴格控制，我們也就無所謂進行焊端氧化的可焊性分析了。然而我們與這一理想狀態尚有一定的距離，但相信我們不會等得太久