① 有铅锡膏丝成份sn代表什么pb代表什么
Sn是锡金属元素的化学符号，Pb是铅金属元素的化学符号。
无铅锡膏价格普遍贵一些，所以许多人都认为无铅锡膏要比有铅锡膏好，其实不一定，这要看具体是贴什么产品，及客户的要求，有铅锡膏在某种程度上焊接性能不比无铅锡膏差，无铅锡膏的优点是同流峰值温度低，回流时间短。很好的保证直通率；润湿性优良，铺展率高；抗热坍塌性极佳，防止细间距焊接桥连等。我们举例说明：就拿最常见的无铅低温锡膏来说，市场上最常用的低温锡膏是由锡和铋合金组成Sn42Bi58，这种金属合金的熔点是138度，回流焊的作业温度一般在170-180度左右。是无铅锡膏中熔点温度最低的一种锡膏，低熔点便有利于保护电子元器件在焊接过程中不会被高温损坏。如：LED灯珠、塑胶类、开关类元件等都是怕高温的元器件。但这款锡膏里面的成份铋对焊接的稳定性不好，用这款锡膏一定要注意的。
为了不破坏元器件的基本特性，所用无铅焊料熔点必须接近锡铅共晶焊料的熔点183℃，这是由于熔点高的焊料将超过电子元件的耐热温度，同时由于再流焊炉制约，因此不可以使用熔点高的焊料。其次从可焊性的观点出发，必须与电子元件及印制板的镀层铜、镍、银等有良好的润湿。从电子产品的可靠性出发，为了形成良好的冶金结合的焊点，焊料本身的机械强度是非常重要的。特别要求焊点具有耐热疲劳。
所以，在选购锡膏的时候最好结合焊接产品的要求，针对以上的锡膏的特点来选用锡膏。而不是按照自己的主观意识来判断。
② 有铅和无铅的焊接时推拉力
传统的锡铅焊料在电子装联中已经应用了近一个世纪。Sn63／Pb37共晶焊料的导电性、稳定性、抗蚀性、抗拉和抗疲劳、机械强度、工艺性都是非常优秀的，而且资源丰富，价格便宜。是一种极为理想的电子焊接材料。
但由于铅污染人类的生活环境。据统计，某些地区地下水的含铅量已超标30倍（允许标准
一、 无铅焊接技术的现状
无铅焊料合金成分的标准化目前还没有明确的规定。IPC等大多数商业协会的意见：铅含量<0.1－0.2WT％（倾向<0.1％，并且不含任何其它有毒元素的合金称为无铅焊料合金。
1、 无铅焊料合金
无铅化的核心和首要任务是无铅焊料。据统计全球范围内共研制出焊膏、焊丝、波峰焊棒材100多种无铅焊料，但真正公认能用的只有几种。
（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焊料的无毒合金是Sn基合金。以Sn为主，添加Ag、Cu、Zn、Bi、In、Sb等金属元素，构成二元、三元或多元合金，通过添加金属元素来改善合金性能，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（仅日本开发应用），Sn－Bi系焊料合金，Sn－In和Sn－Pb 系合金。
（2） 目前应用最多的无铅焊料合金三元共晶形式的Sn95.8\Ag3.5\Cu0.7（美国）和三元近共晶形式的Sn96.5\Ag3.0\Cu0.5（日本）是目前应用最多的用于再流焊的无铅焊料。其熔点为216－220℃左右。
由于Sn95.8\Ag3.5\Cu0.7无铅焊料美国已经有了专利权，另外由于Ag含量为3.0WT％的焊料没有专利权，价格较便宜，焊点质量较好，因此IPC推荐采用Ag含量为3.0WT％（重量百分比）的Sn－Ag－Cu焊料。
Sn－0.7Cu－Ni焊料合金用于波峰焊。其熔点为227℃。
虽然Sn基无铅合金已经被较广泛应用，与Sn63\Pb37共晶焊料相比无铅合金焊料较仍然有以下问题：
（A）熔点高34℃左右。
（B）表面张力大、润湿性差。
（C）价格高
2、PCB焊盘表面镀层材料
无铅焊接要求PCB焊盘表面镀层材料也要无铅化，PCB焊盘表面镀层的无铅化相对于元器件焊端表面的无铅化容易一些。目前主要有用非铅金属或无铅焊料合金取代Pb－Sn热风整平（HASL）、化学镀Ni和浸镀金（ENIC）、Cu表面涂覆OSP、浸银（I－Ag）和浸锡（I－Sn）。
目前无铅标准还没有完善，因此无铅元器件焊端表面镀层的种类很多。美国和台湾省镀纯Sn和Sn/Ag/Cu的比较多，而日本的元件焊端镀层种类比较多，各家公司有所不同，除了镀纯Sn和/Sn/Ag/Cu外，还有镀Sn/Cu、Sn/Bi等合金层的。由于镀Sn的成本比较低，因此采用镀Sn工艺比较多，但由于Sn表面容易氧化形成很薄的氧化层、加电后产生压力、有不均匀处会把Sn推出来，形成Sn须。Sn须在窄间距的QFP等元件处容易造成短路，影响可靠性。对于低端产品以及寿命要求小于5年的元器件可以镀纯Sn，对于高可靠产品以及寿命要求大于5年的元器件采用先镀一层厚度约为1µm以上的Ni，然后再镀2－3µm厚的Sn。
3、 目前无铅焊接工艺技术处于过渡和起步阶段
虽然国际国内都在不同程度的应用无铅技术，但目前还处于过渡和起步阶段，从理论到应用都还不成熟。没有统一的标准，对无铅焊接的焊点可靠性还没有统一的认识，因此无论国际国内无铅应用技术非常混乱，大多企业虽然焊接材料无铅化了，但元器件焊端仍然有铅。究竟哪一种无铅焊料更好？哪一种PCB焊盘镀层对无铅焊更有利？哪一种元器件焊端材料对无铅焊接焊点可靠性更有利？什么样的温度曲线最合理？无铅焊对印刷、焊接、检测等设备究竟有什么要求。。。。都没有明确的说法。总之，对无铅焊接技术众说纷纭，各有一套说法、各有一套做法。这种状态对无铅焊接产品的可靠性非常不利。因此目前迫切需要加快对无铅焊接技术从理论到应用的研究。
二、 无铅焊接的特点和对策
1、 无铅焊接和焊点的主要特点
（1） 无铅焊接的主要特点
（A）高温、熔点比传统有铅共晶焊料高34℃左右。
（B）表面张力大、润湿性差。
（C）工艺窗口小，质量控制难度大。
（2） 无铅焊点的特点
（A）浸润性差，扩展性差。
（B）无铅焊点外观粗糙。传统的检验标准与AOI需要升级。
（C）无铅焊点中气孔较多，尤其有铅焊端与无铅焊料混用时，焊端（球）上的有铅焊料先熔，覆盖焊盘，助焊剂排不出去，造成气孔。但气孔不影响机械强度。
（D）缺陷多－由于浸润性差，使自定位效应减弱。
无铅焊点外观粗糙、气孔多、润湿角大、没有半月形，由于无铅焊点外观与有铅焊点有较明显的不同，如果有原来有铅的检验标准衡量，甚至可以认为是不合格的，但对于一般要求的民用电子产品这些不影响使用质量。因此要说服客户理解，这是因为无铅焊接润湿性差造成的。随着无铅技术的深入和发展，由于助焊剂的改进以及工艺的进步，无铅焊点的粗糙外观已经有了一些改观，相信以后会有更好的进步。
2、 无铅波峰焊特点及对策
无铅波峰焊接的主要特点也是高温、润湿性差、工艺窗口小。质量控制难度比再流焊更大。
（1） 用对波峰焊的焊料通常采用Sn－0.7Cu或Sn－0.7Cu－0.05Ni，熔点227℃，焊接温度250－260℃。Sn－Cu焊料中加入少量的Ni可增加流动性和延伸率。波峰焊也可以使用Sn/Ag/Cu，一般不推荐用Sn/Ag/Cu焊料，除了因为Sn/Ag/Cu焊料的成本比较高，另外Ag也会腐蚀Sn锅，而且腐蚀作用比Sn更严重。
（2） 无铅波峰焊接Sn锅中焊料温度高达250－260℃，Sn在高温下有溶蚀Sn锅的现象，温度越高熔蚀性越严重，而且无铅焊料中Sn成分占99％，比有铅焊料多40％，如果采用传统的不锈钢锅胆进行无铅焊，大约三个月就会发生漏锅现象。因此要求波峰焊设备的Sn锅，喷嘴耐高温、耐腐蚀，目前一般采用钛合金钢锅胆，
由于无铅焊料的浸润性差，工艺窗口小，焊接时为了减小PCB表面的温度差，要求Sn锅温度均匀，
（3） 由于高熔点，PCB预热温度也要相应提高，一般为100－130℃。为了PCB内外温度均匀，预热区要加长。使缓慢升温。焊接时间3－4s。两个波之间的距离要短一些。
（4） 对于大尺寸的PCB，为了预防PCB变形，传输导轨增加中间支撑。
（5） 由于高温，为了防止焊点冷却疑固时间过长造成焊点结晶颗粒长大，波峰焊设备应增加冷却装置，使焊点快速降温。但是冷却速度过快又可能对陶瓷体结构的CHIP元件伤害，有可能会使无件产生开裂，因此还要控制不要过快冷却。另外对Sn锅吹风会影响焊接温度，因此还要考虑采用适当的冷却手段。
（6） 由于高温和浸润性差，要提高助焊剂的活化温度和活性，工艺上可增加一些助剂涂覆盖。
（7） 要密切关注Sn－Cu焊料中Cu的比例，Cu的成分达0.2％，液相温度改变多达6℃。这样的改变可能导致动力学的改变以及焊接质量的改变。Cu比例超过1％，必须换新焊料。由于Cu随工作时间不断增多，因此一般选择低Cu合金。
（8） 波峰焊时通孔元件插装孔内上锡高度可能达不到75％（传统Sn\Pb要求75％），因此要求从PCB孔径比的设计、助焊剂活性与涂覆量、波峰温度、波峰高度、导轨的倾斜角度等方面综合考虑。
（9） 由于高温，Sn会加速氧化，因此无铅波峰焊工艺还有一个很大的缺点是产生大量的残渣，充氮气（N2）可以减少焊Sn渣的形成。当然也可以不充N2，或者加入无铅锡渣还原粉，将产生大量的残渣还原后重复利用，但一定要比有铅焊接更注意每天的清理和日常维护。
（10） 波峰焊后分层LIFT－OFF（剥离、裂纹）现象较严重。
三、 从有铅向无铅焊接过渡的特殊阶段存在的问题
1、 无铅工艺对元器件的挑战
（1） 耐高温
要考虑高温对元器件封装的影响。由于传统表面贴装元器件的封装材料只要能够耐240℃高温就能满足有铅焊料的焊接温度了，而无铅焊接时对于复杂的产品焊接温度高达260℃，因此元器件封装能否耐高温是必须考虑的问题了。
另外还要考虑高温对器件内部连接的影响。IC的内部连接方法有金丝球焊、超声压焊，还有倒装焊等方法，特别是BGA、CSP和组合式复合元器件、模块等新型的元器件，它们的内部连接用的材料也是与表面组装用的相同的焊料，也是用的再流焊工艺。因此无铅元器件的内连接材料也要符合无铅焊接的要求。
（2） 焊端无铅化
有铅元器件的焊端绝大多数是Sn／Pb镀层，而无铅元器件焊端表面镀层的种类很多。究竟哪一种镀层最好，目前还没有结论，因此还有待无铅元器件标准的完善。
2、 无铅工艺对PCB的挑战
无铅工艺要求PCB耐热性好，较高的玻璃化转变温度Tg，低热膨胀系数，低成本。
（1） 无铅工艺要求较高的玻璃化转变温度Tg
Tg是聚合物特有的性能，是决定材料性能的临界温度。在SMT焊接过程中，焊接温度远远高于PCB基板的Tg，无铅焊接温度比有铅高34℃，更容易PCB的热变形，冷却时损坏元器件。应适当选择Tg较高的基PCB材料。
（2） 要求低热膨胀系数（CTE）
当焊接温度增加时，多层结构PCB的Z轴与XY方向的层压材料、玻璃纤维、以及Cu之间的CTE不匹配，将在Cu上产生很大的应力，严重时会造成金属化孔镀层断裂而失效。这是一个相当复杂的问题，因为它取决于很多变量，如PCB层数、厚度、层压材料、焊接曲线、以及Cu的分布、过孔的几何形状（如纵横比）等。
克服多层板金属化孔断裂的措施：
凹蚀工艺一-电镀前在孔内侧除掉树脂／玻璃纤维。
以强金属化孔壁与多层板的结合力。
凹蚀深度为13－20µm。
（3） 高耐热性
FR－4基材PCB的极限温度为240℃，对于简单产品，峰值温度235－240℃可以满足要求，但是对于复杂产品，可能需要260℃才能焊好。因此厚板和复杂产品需要采用耐高温的FR－5。
（4） 低成本
由于FR－5的成本比较高，对于一般消费类产品可以采用复合基CEMn来替代FR－4基材，CEMn是表面和芯部由不同材料构成的刚性复合基覆铜箔层压板，简称CEMn代表不同型号。
四、 无铅工艺对助焊剂的挑战
（1） 无铅工艺对助焊剂的要求
（A）由于焊剂与合金表面之间有化学反应，因此不同合金成分要选择不同的助焊剂。
（B）由于无铅合金的浸润性差，要求助焊剂活性高。
（C）提高助焊剂的活化温度，要适应无铅高温焊接温度。
（D）焊后残留物少，并且无腐蚀性，满足ICT探针能力和电迁移。
（2） 焊膏印刷性、可焊性的关键在于助焊剂。
确定了无铅合金后，关键在于助焊剂。例如有8家焊膏公司给某公司提供相同合金成份的无铅焊膏进行试验，试验结果差别很大。润湿性好的焊膏后不立碑，润湿性差的湿膏焊上后电阻、电容移位比较多。因此，选择焊膏要做工艺试验，看看印刷性能否满足要求，焊后质量如何。例如印刷时焊膏的滚动性、填充性、脱膜性是否好，间隔1个小时观察印刷质量有无变化、测1－8小时的黏度变化等等。总之要选择适合自己产品和工艺的焊膏。
（3） 无铅焊剂必须专门配制焊膏中的助焊剂是净化焊接表面,提高润湿性,防止焊料氧化和确保焊膏质量以及优良工艺性的关键材料。高温下助焊剂对PCB的焊盘，元器件端头和引脚表面的氧化层起到清洗作用，同时对金属表面产生活化作用。
免清洗Sn－Pb焊膏已经使用了多年，而且已是成熟的技术。早期无铅焊膏的做法是简单地将Sn－Pb焊料免清洗焊剂和无铅合金混合，结果很糟糕。焊膏中助焊剂和焊料合金间的化学反应影响了焊膏的流变特性，流变性对印刷性能至关重要。
由于无铅合金的浸润性差，要求助焊提高活性，提高活化温度的道理，下面再进一步分析：无论有铅焊接还是无铅焊接，助焊剂浸润区是控制焊接接的关键区域，助焊酸在常温下不能和Cu20起反应，就是分解反应，在分解反应时会发出热量，释放激活能。有铅焊接时，助焊剂的活性反应恰好在焊料的熔点183℃之前，对金属表面进行清洗，焊料熔化时使金属表面获得激活能，从而能够起到降低熔融焊料的黏度和表面张力，提高浸润性的作用，有利于扩散、溶解形成金属间合金层。但是无铅焊接时，熔点为217℃，比有铅高34℃，而无铅助焊剂的主要成份也是松香脂，如果使用传统的助焊剂，在183℃焊料熔化前焊膏中的助焊剂已经结束化反应，再从183℃上升到217℃，由于助焊剂长时间处在高温下，不仅起不到清洗耳恭听和活化作用，还可能造成助焊剂碳化，严重时会使PCB焊盘，元件引脚和焊膏中的焊料合金在高温下重新氧化而造成焊接不良。
因此无铅焊剂必须专门配制，随着无铅进程的深入，由于焊料厂商的努力，他们在活化剂等添加剂上采取措施来提高助焊剂的活性和活化温度，使无铅焊膏质量得到了改善。目前的无铅焊点从外观上看已经比前几年有了改善。
（4） 波峰焊中无VOC免清洗耳恭听焊剂也需要特殊配制。无铅焊膏和波峰焊的水溶性焊剂对某些产品也是需要的。
4、关于过度时期无铅焊接可靠性的讨论
关于无铅焊接可靠性问题是制造商和用户都十分关心的问题。尤其是当前正处在从有铅向无铅焊接过渡的特殊阶段，无铅材料、印刷板、元器件、检测等方面都没有标准，甚至可靠性的测试方法也没有标准的情况下，可靠性是非常让人们担忧的。现阶段的无铅工艺，特别是在国内处于比较混乱的阶段，由于有铅和无铅混用时，特别是当无铅焊端的元器件采用有铅焊料和有铅工艺时发生严重的可靠性问题，这些问题不仅是当前过渡阶段无铅焊接要注意，而且对于过渡阶段的有铅焊接也是要注意的问题。
（1）焊点机械是比较软的，容易变形，因此无铅焊点的硬度比Sn－Pb高，无铅焊点的强度也比Sn－Pb高，无铅焊点的变形比Sn－Pb焊点小，但是这些并不等于无铅的可靠性好。由于无铅焊料的润湿性差，因此空洞、移位、立碑等焊接缺陷比较多，另外由于熔点高，如果助焊剂的活化温度不能配合高熔点，正如前面分析的那样，由于助焊剂浸润区的温度、时间长，会使焊接面在高温下重新氧化而不能发生浸润和扩散，不能形成良好的界面合金层，其结果导致焊面结合强度（抗拉强度）差而降低可靠性。
据美国伟创立，AGILENT等公司的可靠性试验，例如推力试验，弯曲试验，振动试验，跌落试验，经过潮热，高低温度循环等可靠性试验结果，大体上都有一个比较相近的结论：大多数民用、通信等领域，由于使用环境没有太大的应力，无铅焊点的机械强度甚至比有铅的要求还高；便在使用应力高的地方，例如军事，高低温，低气压等恶劣环境下，由于无铅蠕变大，因此无铅比有铅的可靠性差很多。
关于无铅焊点的可靠性（包括测试方法）还在初期的研究阶段。
（2）锡须问题
SN在压缩状态会生长晶须（WHISKER），严重时会造成短路，要特别关注窄间距QFP封装元件。晶须是直径为1－10µm，长度为数µm－数＋µm的针状形单晶体，易发生在Sn、Zn、Cd、Qg等低熔点金属表面。
Sn须增长的根本原因是在Sn镀层上产生应力，室温下1.5个月晶须长度达1.5µm。
在Sn中加一些杂质可避免生长Sn须。
（3）分层LIFT－OFF（剥离、裂纹）现象
无铅和有铅混用时，如果焊接中混入的铅超过标准>5％时，焊接后在焊占与焊端交界处会加剧公层LIFT－OFF（剥离、裂纹）现象。LIFT－OFF现象在有铅元件采用无铅波峰焊的工艺中比较多，严重时甚至会把PCB焊盘一起剥离开。因此过渡阶段波峰焊的焊盘设计可采用SMD（阻焊定义焊盘）方式，用阻焊膜压住焊盘四周，这样可以减轻或避免PCB焊盘剥离现象。
关于分层LIFT－OFF（剥离、裂纹）现象的机理还要继续研究。当焊料、元件、PCB全部无铅化后是否不会产生LIFT－OFF会现象了，也要继续研究。
元件的Sn－Pb镀层发生的LIFT－OFF
（4） 铅和有铅混用时可靠性讨论
① 无铅焊料中的铅对长期可靠性的影响是一个课题，需要更进一步研究。初步的研究显示；焊点中铅含量的不同对可靠性的影响是不同的，当含量在某一个中间范围时，影响最大，这是因为在最后凝固形成结晶时，在Sn权界面处，有偏析金相形成，这些偏析金相在循环负载下开始形成裂纹并不断扩大。例如：2％－5％的铅可以决定无铅焊料的疲劳寿命，但与Sn－Pb焊料相比，可靠性相差不大。无铅焊料与有铅焊端混有时要控制焊点中铅含量<0.05％。
目前正处在无铅和有铅焊接的过度转变时期，大部分无铅工艺是无铅焊料与有铅引脚的元件混用。在“无铅”焊点中，铅的含量可能来源于元件的焊端、引脚或BGA的焊球。
无铅焊料与有铅焊端混用时气孔多，这是因为有铅焊端与无铅焊料混用时，焊端（球）上的有铅焊料先熔，覆盖焊盘，当无铅焊料合金熔化时，焊膏中的助焊剂排不出去造成气孔。对于波峰焊，由于元件引脚脖子Sn－Pb电镀层不断融解，焊点中铅的含量需要进行监测。
② 有铅焊接与无铅焊端混用的质量最差
有铅焊料与无铅焊端混用时如果采用有铅焊料的温度曲线，有铅焊料先熔，而无铅焊端（球）不能完全熔化，使元件一侧的界面不能生成金属间合金层，BGA、CSP－侧原来的结构被破坏而造成失效，因此有铅焊料与无铅焊端混用时质量最差。BGA、CSP无铅焊球是不能用到有铅工艺中的。
（5） 高温对元件的不利影响
陶瓷电阻和特殊的电容对温度曲线的斜率(温度的变化速率)非常敏感,由于陶瓷体与PCB的热膨胀系数CTE相差大（陶瓷：3－5，PCB：17左右），在焊点冷却时容易造成元件体和焊点裂纹，元件开裂现象与CTE的差异、温度、元件的尺寸大小成正比。0201、0402、0603小元件一般很少开裂，而以上的大元件发生开裂失效的机会较多。
铝电解电容对清晰度极其敏感。
连接器和其他塑料封装元件（如QFP、PBGA）在高温时失效明显增加。主要是分层、爆米花、变形等、粗略统计，温度每提高10℃，潮湿敏感元件（MSL）的可靠性降1级。解决措施是尽量降低峰值温度；对潮湿敏感元件进行去潮烘烤处理。
（6） 高温对PCB的不利影响
高温对PCB的不利影响在第三节中已经做了分析，高温容易PCB的热变形、因树脂老化变质而降低强度和绝缘电阻值，由于PCB的Z轴与XY方向的CTE不匹配造成金属化孔镀层断裂而失效等可靠性问题。
解决措施是尽量降低峰值温度，一般简单的消费类产品可以采用FR－4基材，厚板和复杂产品需要采用耐高温的FR－5或CEMn来替代FR－4基材。
（7） 电气可靠性
回流焊、波峰焊、返修形成的助焊剂残留物，在潮湿环境和一定电压下，导电体之间可能会发生电化学反应，导致表面绝缘电阻（SIR）的下降。如果有电迁移和枝状结晶（锡须）生长的出现，将发生导线间的短路，造成电迁移（俗称“漏电”）的风险。为了保证电气可靠性，需要对不同免清洗助焊剂的性能进行评估。
（8） 关于无铅返修
① 无铅焊料的返修相当困难，主要原因：
（A）无铅焊料合金润湿性差。
（B）温度高（简单PCB235℃，复杂PCB260℃）。
（C）工艺窗口小。
② 无铅返修注意事项：
（A）选择适当的返修设备和工具。
（B）正确作用返修设备和工具。
（C）正确选择焊膏、焊剂、焊锡丝等材料。
（D）正确设置焊接参数。
除了要适应无铅焊料的高熔点和低润湿性。同时返修过程中一定要小心，将任何潜在的对元件和PCB的可靠性产生不利影响的因素降至最低。
（9） 关于过度时期无铅和有铅混用情况总结。
（A）无铅焊料和无铅焊端――效果最好。
（B）无铅焊料和有铅焊端――目前普通使用，可以应用，但必须控制Pb，Cu等的含量，要配制相应的助焊剂，还要严格控制温度曲线等工艺参数，否则会造成可靠性问题。
（C）有铅焊料和无铅焊端――效果最差，BGA、CSP无铅焊球是不能用到有铅工艺中的，不建议采用。
五、 过渡阶段有铅、无铅混用应注意的问题
1、 问题举例
（1） 有铅工艺也遇到了无铅元器件有的SMT加工厂，虽然还没有启动无铅工艺，但是也遇到了无铅元器件，特别是BGA／CSP和LLP。有的元件厂已经不生产有铅的器件了，因此采购不到有铅器件了，这种知道采购的器件是无铅的情况还不可怕，因为可以通过提高焊接温度，一般提高到230－235℃就可以。还有一种措施可以采用无铅焊料和无铅工艺，因为目前过度阶段普遍情况是无铅焊料和有铅焊端混用，其可靠性还是可以被接受的。但是最糟糕的是无意中遇到了无铅元器件，生产前没有发现，生产中还是采用有铅焊料和有铅工艺，结果非常糟糕，因为有铅焊料和无铅焊端混用效果最差。
（2） 有铅工艺也遇到纯Sn热风整平的PCB。
这种情况也是在无意中发生过，结果由于焊接温度不够造成质量问题。
（3） 波峰焊问题
波峰焊问题比较多，例如目前有铅工艺遇到无铅元器件；无铅工艺的插装孔，导通孔不上锡；分层LIFT－OFF现象较严重；桥接、漏焊等缺陷多；锡锅表面氧化物多。。。。。
2、 解决措施
（1） 备料
备料要注意元器件的焊端材料是否无铅，如果是无铅元器件，一定要弄清楚是什么镀层材料，特别是BGA／CSP和新型封装的器件，例如LLP等（有铅工艺也要注意）。
目前无铅标准还没有完善，因此无铅无器件焊端表面镀层的种类很多，例如日本的元件焊端镀Sn／Bi层，如果焊料中含有铅，当铅含量<4WT％，Bi会与Pb形成93℃的低熔点，影响产品可靠性，因此镀Sn／Bi的元件只能在无铅焊料中使用。
（2） 物料管理
对于有铅、无铅两种工艺并存的企业，务必注意制造严格的物料管理制度，千万不能把有铅、无铅的焊膏和元器件混淆。
（3） 无铅印刷要提高印刷精度
加大模板开口尺寸：宽厚比>1.6，面积比>0.71
（4） 提高贴片精度
（5） 严格控制温度曲线，尽量降低峰值温度；
对潮湿敏感元件进行去潮烘烤。
（6） 复杂和高可靠产品采用耐高温的PCB材料（FR5或其它）
（7） 在N2中焊接比在空气中焊接的质量好，尤其波峰焊采用N2可以减少高温焊料氧化，减少残渣，节省焊料。或者加入无铅锡渣还原粉，将产生大量的残渣还原后重复利用，但一定要比有铅焊接更注意每天的清理和日常维护。
六、有铅向无铅制程转换过程中成本控制
在有铅向无制程转换过程中成本控制主要从机器成本和制程材料消耗成本两方面考虑。
目前相当多的企业已购置有铅焊接工艺所使用的机器（波峰焊）在各种性能及操作性方面已经接近无铅焊接的工艺要求，将现在所使用的机器关键部分的部件材质及尺寸作出对应的改造即可继续使用在要求不是十分高的电子产品加工工艺当中。
普通波峰焊机改无铅波峰焊机可行性分析
普通锡和无铅锡的焊接温度区别:
a普通锡的焊接温度245℃
b无铅锡的焊接温度270℃
普通锡和无铅锡的焊接用助焊剂预热温度区别
a普通锡的焊接用助焊剂预热温度90℃
b无铅锡的焊接用助焊剂预热温度110℃
普通锡和无铅锡的金属成分区别
a普通锡的金属成分Sn/Pb
b无铅锡的金属成分主要是Sn/Ag/Cu或者Sn/Cu
普通锡和无铅锡的焊接设备要求区别
:
普通锡的焊接设备要求
无特别要求:
无铅锡的焊接设备要求
a要求机器当中与锡接触部分本身不能含有铅的成分.
b要求无铅锡的熔炉能够耐腐蚀的性能较好.
c要求机器的冷却速度较快
综合以上要求其对应措施如下
1.机器的材料采用钛合金材料
2.机器的预热区长度和机器使用的速度成一定比例
3.和无铅助焊剂有接触的部分采用不含铅成分材料制成
4.将机器的冷却部分改为冷气机或将冷却风扇的数量加多
锡炉改造后效果
a完全满足无铅工艺制程各方面的要求
b生产速度和改造之前基本相同
结论
将原来的普通波峰焊机改造成无铅波峰焊机是完全可行而且是节约成本的两全之策
.
材料消耗方面
目前无铅工艺当中采用的钎焊料相对比原来的焊料成分方面锡的含量增大很多，其合金成分相对有很大的提升。在生产加工过程中，其锡渣的产生量比原来普通焊料的产生量也有很大幅度的提高。如果能将锡渣的产生量降低则对于材料消耗方面的成本控制是有益的。
锡渣主要是锡在高温环境下和氧气发生反应产生的氧化物，通过物理高温搅拌可以将大部分的锡氧分离（即锡渣还原），将分离的锡重新使用，也可利用化学置换还原反应将锡渣中的氧分子置换后还原成纯锡而重复使用。
③ 电子行业中检测器件可焊性的槽焊法标准是什么
摘要：随着电子信息工业的全面发展和不断升级，电子元器件的应用已经逐步渗透到各行各业，然而电子元器件的焊端氧化问题一直困扰着业界同仁。本文从电子元器件焊端氧化的机理入手，对焊端氧化的原因进行分析，依其原因逐步追溯出焊端氧化的可焊性解决方案。并试图探究出焊端氧化的可焊性标准。关键词：电子元器件 氧化 可焊性 正文：随着SMT技术在计算机、网络通信、消费类电子以及汽车电子等产品中的广泛应用，SMT产业越来越明晰地预示着它将迎来发展历史上的黄金时期。目前我国电子元器件的片式化率虽已超过60％，但相对国际上电子产品的 SMT化率90％而言，仍然存在一定的差距，因此可以说我国SMT产业仍有良好发展空间。SMT产业的健康发展离不开产业的上下游各个环节的共同繁荣。SMT生产主要是通过丝印机将锡膏印刷到电路板上，然后利用贴片机将电子元器件贴装到电路板的相应位置，再过回流炉便完成PCB贴片元器件的焊接。在这一过程中，可能会因丝印不良、贴装不准、炉温不当等各种原因造成虚焊、偏移、锡球、短路、桥接等焊接缺陷，本文仅从电子元器件焊端氧化这一困扰电子加工业的难题进行粗浅的探究，希求找到解决电子元器件焊端氧化的有效方法，以实现其可焊。氧化，顾名思义就是电子元器件的焊端和空气中的氧气发生化学反应，产生一些金属氧化物附在焊盘的表层，影响了焊锡、ＰＣＢ及元器件件本体的充分接触，而形成不可靠的焊接。目前，市场上的电子元器件的焊端材质一般都是金属铜、铝，再镀上Ｓn／Ｂi、Ｓn/Ａg、Ｓn/Ｃu等，几乎所有的电子元器件均含有金属铜的成分，当外界环境满足金属铜发生化学反应的条件，便在电子元器件的焊端发生氧化反应，生成红褐色氧化亚铜（Cu2O 方程式是：4Cu+O2= 2Cu2O），这就是我们经常看到的焊端呈现红褐色的原因，可有时我们发现焊端呈现的是灰黑色的，那是因为氧化亚铜进一步氧化生成黑色的氧化铜（CuO 方程式是：2 Cu2O +O2= 4CuO）的缘故，又有时候我们发现焊端出现一层绿膜，那是更为严重的氧化反应，铜和空气中的氧气（O2）、水（H2O）、二氧化碳（CO2）发生化学反应生成碱式碳酸铜（Cu2(OH)2CO3又叫铜绿方程式是：2Cu+O2+CO2+H2O= Cu2(OH)2CO3 ）。有时候我们也把氧化亚铜称为“红色氧化铜”，有些不太严谨的时候把氧化亚铜也叫做氧化铜，可以认为是一种广义的氧化铜。这便是我们通常见到的电子元器件焊端氧化表现出的基本现象。当然了，从颜色上我们可以明显地看出焊端的氧化现象，可有的氧化现象并不怎么明显，无法从颜色上进行分析，但又确实是氧化造成了焊接不良，这时我们用什么方法来证明它的氧化现象呢？下面我们将列出几种证明氧化的方法：1、 用橡皮擦拭焊端后再进行焊接，看能否上锡； 2、 将不能焊的焊盘用砂纸打磨一下，看其颜色是否变化；3、 用酒精擦拭焊端，然后再加助焊剂，调节炉温或烙铁，看焊接效果是否好转；4、 换个同料不同批次的电子元器件，用同样的工艺条件过炉或电烙铁焊接，比较两次焊接的效果便可得出结论；5、 用显微镜进行精细观察，看其颜色是否有轻度变化；6、 用可焊性测试仪测量电子元器件的可焊性；7、 用半自动生化分析仪测铜离子含量，这种方法多用于实验室。以上方法有时可以只用其中一项便可得出结论，但有时氧化现象很不明显，需要几种方法综合使用、不断尝试才能得出正确的结论。那么，到底是什么原因造成了电子元器件的氧化呢？这要从氧化的机理上查找问题的根源。发生氧化反应的本质是化合价升高，失去电子，铜作为还原剂被氧化生成氧化产物。发生这一反应要满足适当的条件(有空气<主要指氧气>、氧化剂或化学试剂)。具体到电子元器件上主要是指氧气或一些高价金属氧化物、高价金属盐、硝酸、硫酸硝基物、亚硝基物、过氧酸等化学品与裸露的电子元器件因充分接触在一起而缺乏有效的隔离措施所发生氧化反应，致使电子元器件焊端氧化，使其无法进行有效焊接。一般情况下，这与我们的物料管理和环境条件控制有着极大的关系。那么电子元器件的存放条件和作业过程中的环境控制具体表现在哪些些方面呢？一般电子元器件的贮存均与温度和湿度相关，另外还要包括一个保质期的限制，大部分温度要求22+/-5度，湿度小于70%，体质期为一年。绝大部分电子产品都要求在干燥条件下作业和存放。据有关数据统计，全球每年有1/4以上的工业制造不良品与潮湿的危害有关，对于电子工业，潮湿的危害已经成为影响产品质量的主要因素之一。潮湿对半导体产业的危害主要表现在潮湿能透过IC塑料封装和从引脚等缝隙侵入IC内部，产生IC吸湿现象。在SMT过程的加热环节中形成水蒸气，产生的压力导致IC树脂封装开裂，并使IC器件内部金属氧化，导致产品故障。此外，当器件在PCB板的焊接过程中，因水蒸气压力的释放，亦会导致虚焊。其它电子器件，如电容器、陶瓷器件、接插件、开关件、焊锡、PCB、晶体、硅晶片、石英振荡器、SMT胶、电极材料粘合剂、电子浆料、高亮度器件等，均会受到潮湿的危害；而作业过程中的电子器件，比如：封装中的半成品到下一工序之间；PCB封装前以及封装后到通电之间；拆封后但尚未使用完的IC、BGA、PCB等；等待锡炉焊接的器件；烘烤完毕待回温的器件；尚未包装的产成品等，亦会受到潮湿的危害。另外，成品电子整机在仓储、运输过程中依然会受到潮湿的危害。理想的情况下，电子元器件的存储环境湿度应该在40％以下，有些品种要求湿度更低。现实条件下，我们如何用现代化的手段管理电子产品的存放环境？就让我们先来分析一下，电子产品的生产全过程。我们关注的焦点主要是原料仓库、生产车间、成品仓库和运输车辆的温湿度。传统的管理办法就是：由仓管员或管理人员不定时查看、记录仓库和车间的湿度值，发现异常情况即使用加湿或除湿设备控制仓库、车间的湿度。这样的管理办法比较费时间和人力，而且记录的数据会因人为的因素，使数据显得不很是客观，这样的方法不太符合现代化企业管理的要求；而在物流方面，企业基本没有办法管理运输车辆上的温湿度变化。那么能有什么样的方法才能使企业管理既科学又规范呢？现在市面推出的温湿度自动记录仪是一种有效的解决办法。这种设备一般由测量部分、仪器本体和PC界面三大部分组成。其功能特点是：省去我们手工记录温湿度的烦琐，把查看温湿度数据的工作变得十分简易，记录间隔可以根据我们自己的具体情况从3秒到24小时可调，我们也可以在软件上设置温湿度警报的上下限，并且软件还具有数据分析的功能。温湿度记录仪记录的信息包括日期、时间、温度湿度数据，数据分为表格数据和曲线数据，根据需要还可以实现实时报警功能，从而实现电子元器件的有效保管和强有力的控制。我们做好了电子元器件的存储保管工作，并不意味着就不再发生焊端氧化的现象了。毕竟我们人为可控的范围有一定限度，理想的不氧化状况从理论到现实都没能得到彻底的解决，尤其是当前正处在从有铅向无铅焊接过渡的特殊阶段，无铅材料、印刷板、元器件、检测等方面都没有标准，甚至可靠性的测试方法也没有标准的情况下，可靠性是非常让我们担忧的。现阶段的无铅工艺，特别是在国内处于比较混乱的阶段，由于有铅和无铅混用时，特别是当无铅焊端的元器件采用有铅焊料和有铅工艺时发生严重的可靠性问题，这些问题不仅是当前过渡阶段无铅焊接要注意，而且对于过渡阶段的有铅焊接也是要注意的问题。焊端氧化的可焊性更是没有一个标准可供大家套用，但是我们又不得不去尝试着寻找解决这一问题的办法。当元器件焊端和引脚、印制电路基板的焊盘氧化或污染，或印制板受潮等情况下，再流焊时会产生润湿不良、虚焊、锡珠、空洞等焊接缺陷。这些缺陷的造成都是氧化在作怪。过去，我们发现这些不良，一般都直接拿去进行返修，并且认为返修后使焊点更加牢固，看起来更加完美，提高了电子组件的整体质量。事实上这一传统观念并不正确。因为返修工作是具有破坏性的，会缩短产品寿命，如果返修方法不正确，还会加重对元器件和印制电路板的损伤，甚至PCB会报废。因此，我们解决焊端氧化的可焊性方法一定要小心，否则可能把我们引入新的误区。为了避免陷入误区，我们首先做好的依然是避免氧化现象的发生，做好物料的保管、环境温湿度控制、设备保养和研究新材料，对电子元器件进行防氧化处理。 当然了，氧化无处不在，无时不在，它发生速度快，破化能力强，最可怕的是它几乎是不可避免的。那么对氧化了的电子元器件我们如何处理呢？简单进行报废处理显然不是最可行的办法，毕竟我们还存在成本控制这一环节，在适当可控的范围内，对已经氧化的电子元器件进行一定的处理以确保其可焊性。下面简单介绍几种常见的解决办法：1、根据IPC-M190 J-STD-033标准，在高湿空气环境暴露后的SMD元件，必需将其放置在10%RH湿度以下的干燥箱中放置暴露时间的10倍时间，才能恢复元件的“车间寿命”，避免报废，以保障安全。2、对于轻度氧化，因氧化层较薄，且氧化层呈现粉末状的引脚，可以拿绘图用的橡皮擦轻轻的将引脚表面的氧化层擦除干净。另外还可以用无尘布沾取洗板水来进行擦洗，一般也能够将氧化物质去除掉。3、对于较为严重的氧化，一般采用搪锡的方法，具体步骤是：①沾助焊剂 助焊剂可以将松香溶解在酒精中制成，浓度越高越好，保证其能够很好的沾附在器件的引脚上；②搪锡 焊锡可选用与锡膏相同成分的合金成分，小锡炉的温度设定在350℃-400℃，搪锡时间3-5秒；③整理 搪锡后可能会有个别引脚有锡尖或短路，可用烙铁进行清理；④检查 经过搪锡处理过的引脚一般都能够达到焊接的要求，确保最终焊接的品质。上面的方法主要是针对引脚间距在0.5mm以上的，对于间距为0.5mm、0.5mm以下以及BGA封装器件的就不适用，对于这类器件可在焊接前在引脚或锡球上涂松香助焊剂，然后在110℃-130℃温度加热40-60秒，也能够将氧化层去除掉。4、用小刀片刮去金属引线表面的氧化层，使引脚露出金属光泽，然后涂上一层松香酒精溶液，避免其再氧化。5、使用防锈抗静电二合一防锈袋，它不仅能够抗静电，又能防腐蚀抗氧化，弥补了传统抗静电袋的不足。6、全面实现喷漆、电镀、上油及真空包装，使电子元器件在投入加工之前进一步缩短与外界的接触。7、规范生产现场秩序，加强一线员工管理，所有直接或者间接接触电子元器件的的人员必须配带防静电橡胶指套、脚套（防静电工作鞋），一方面进行有效的静电防护，另一方面又避免了因污迹、汗渍带来的氧化问题。8、做可焊性试验，验证电子元器件氧化的程度，并依其情况采取相应措施。该方法一般使用于科研单位及大批量生产前的试产阶段。目前关于“可焊性试验”的国内标准有以下几项：
GB/T 17473.7-1998 厚膜微电子技术用贵金属浆料 测试方法 可焊性、耐焊性试验
GB/T 2423.32-1985 电工电子产品基本环境试验规程 润湿称量法可焊性试验方法
GB/T 2424.21-1985 电工电子产品基本环境试验规程 润湿称量法可焊性试验导则
GB/T 4909.12-1985 裸电线试验方法 镀层可焊性试验 焊球法
QJ 2028-1990 镀覆层可焊性试验方法
SJ/T 10669-1995 表面组装元器件可焊性试验电子元器件焊端氧化的可焊性解决方案，目前国内尚没有统一的标准，但困扰我们已久的这一难题必须得到解决，毕竟氧化造成的后果不仅仅是我们的成本在无形地膨胀，而且我们产品的可靠性和稳定性亦在经受着考验，进而影响的是我们整个产业链的健康发展。随着电子工业的不断发展，相信业界同仁对电子元器件焊端氧化问题都会有自己研究、见解和成果。我们在寻找焊端氧化的可焊性解决办法的同时，一定不要丢下解决问题的本源---研究新材料，采用新工艺，生产出防氧化的电子元器件。只要我们从根源上切断了氧化的可能性，再加上外界条件和管理上的严格控制，我们也就无所谓进行焊端氧化的可焊性分析了。然而我们与这一理想状态尚有一定的距离，但相信我们不会等得太久