❶ 什么是免清洗助焊剂
助焊剂就是在焊接过程中起到助焊并且在焊后起到绝缘作用的焊剂,而免清洗助焊剂就是不但要起到助焊作用,并且要焊后板面干净,没有特别要求不用洗板的助焊剂.
免清洗助焊剂的优点:
1.可焊性好，焊点饱满，无焊珠，桥连等不良产生
2.无毒，不污染环境，操作安全
3.焊后板面干燥，无腐蚀性，不粘板
4.焊后具有在线测试能力
5.与SMD和PCB板有相应材料匹配性
6.焊后有符合规定的表面绝缘电阻值(SIR)
7.适应焊接工艺(浸焊，发泡，喷雾，涂敷等
❷ 免清洗助焊剂如何定义免清洗
所谓免清洗，就是有些助焊剂有腐蚀性，焊接好以后必须清洗掉，不然会腐蚀工件。免清洗就是这种助焊剂没有腐蚀性没污染。焊接好后不必清洗。
❸ 求PCB抄板中电路板清洗技术
以下文章引自深圳宏力捷电子，希望对你有帮助！在PCB抄板过程中，由于需要保证电路板本身的清洁才能准确进行扫描以及文件图的生成，因此，对电路板清洗技术的掌握也相当重要。
目前来说，电路板新一代清洗技术主要有以下四种：
1、水清洗技术
水清洗技术是今后清洗技术的发展方向，须设置纯净水源和排放水处理车间。它以水作为清洗介质，并在水中添加表面活性剂、助剂、缓蚀剂、螯合剂等形成一系列以水为基的清洗剂。可以除去水溶剂和非极性污染物。其清洗工艺特点是：
1) 安全性好，不燃烧、不爆炸，基本无毒；
2) 清洗剂的配方组成自由度大，对极性与非极性污染物都容易清洗掉，清洗范围广；
3) 多重的清洗机理。水是极性很强的极性溶剂，除了溶解作用外，还有皂化、^^^化、置换、分散等共同作用，使用超声比在有机溶剂中有效得多；
4) 作为一种天然溶剂，其价格比较低廉，来源广泛。
水清洗的缺点是：
1) 在水资源紧缺的地区，由于该清洗方法需要消耗大量的水资源，从而受到当地自然条件的限制；
2) 部分元件不能用水清洗，金属零件容易生锈；
3) 表面张力大，清洗细小缝隙有困难，对残留的表面活性剂很难去除彻底；
4) 干燥难，能耗较大；
5) 设备成本高，需要废水处理装置，设备占地面积较大。
2、半水清洗技术
半水清洗主要采用有机溶剂和去离子水，再加上一定量的活性剂、添加剂所组成的清洗剂。该类清洗介于溶剂清洗和水清洗之间。这些清洗剂都属于有机溶剂，属于可燃性溶剂，闪点比较高，毒性比较低，使用上比较安全，但是须用水进行漂洗，然后进行烘干。有些清洗剂中添加5%~20%的水和少量表面活性剂，既降低了可燃性，又可使漂洗更为容易。半水清洗工艺特点是：
1) 清洗能力比较强，能同时除去极性污染物和非极性污染物，洗净能力持久性较强；
2) 清洗和漂洗使用两种不同性质的介质，漂洗一般采用纯水；
3) 漂洗后要进行干燥。
该技术不足之处在于废液和废水处理是一个较为复杂和尚待彻底解决的问题。
3、免清洗技术
在焊接过程中采用免清洗助焊剂或免清洗焊膏，焊接后直接进入下道工序不再清洗，免清洗技术是目前使用最多的一种替代技术，尤其是移动通信产品基本上都是采用免洗方法来替代ODS。目前国内外已经开发出很多种免洗焊剂，国内如北京晶英公司的免清洗焊剂。免清洗焊剂大致可分为三类：
1) 松香型焊剂：再流焊接使用惰性松脂焊锡（RMA)，可免洗。
2) 水溶型焊剂：焊后用水清洗。
3) 低固态含量助焊剂：免清洗。
免清洗技术具有简化工艺流程、节省制造成本和污染少的优点。近十年来，免清洗焊接技术、免清洗焊剂和免清洗焊膏的普遍使用，是20世纪末电子产业的一大特点。取代CFCs的最终途径是实现免清洗。
4、溶剂清洗技术
溶剂清洗主要是利用了溶剂的溶解力除去污染物。采用溶剂清洗，由于其挥发快，溶解能力强，故对设备要求简单。根据选用的清洗剂，可分为可燃性清洗剂和不可燃性清洗剂，前者主要包括有机烃类和醇类（如有机烃类、醇类、二醇酯类等)，后者主要包括氯代烃和氟代烃类（如HCFC和HFC类)等。
HCFC类清洗剂及其清洗工艺特点
这是一种含氢的氟氯烃，其蒸发潜热小、挥发性好，在大气中容易分解，破坏臭氧层的作用比较小，属于一种过渡性产品，规定在2040年以前淘汰，所以，我们不推荐使用该类清洗剂。
其存在的问题主要有两个：一是过渡性。因为对臭氧层还有破坏作用，只允许使用到2040年；二是价格比较高，清洗能力较弱，增加了清洗成本。
氯代烃类的清洗工艺特点
氯代烃类如二氯甲烷、三氯乙烷等也属于非ODS清洗剂。其清洗工艺特点是：
1) 清洗油脂类污物的能力特别强；
2) 象ODS清洗剂一样，也可以用蒸气洗和气相干燥；
3) 清洗剂不燃烧、不爆炸，使用安全；
4) 清洗剂可以蒸馏回收，反复使用，比较经济；
5) 清洗工艺流程也与ODS清洗剂相同。
但是，其缺点一是氯代烃类的毒性比较大，工作场所的安全问题需特别注意；二是氯代烃类与一般塑料、橡胶的相容性差；三是氯代烃类在稳定性上比较差，使用时一定要加稳定剂。
烃类清洗工艺特点
烃类即碳氢化合物，过去把通过蒸馏原油而得的汽油、煤油作为清洗剂使用。烃类随碳数的增加而闪点提高，增加了安全性，但是干燥性不好；干燥性好的，使用上又不太安全，故两者十分矛盾。当然，作为清洗剂应尽量选用防火安全性好的、闪点比较高的清洗剂。其清洗工艺特点是：
1) 对油脂类污物清洗能力很强，洗净能力持久性强，且表面张力低，对细缝、细孔部分清洗效果好；
2) 对金属不腐蚀；
3) 可蒸馏回收，反复使用，比较经济；
4) 毒性较低，对环境污染少；
5) 清洗与漂洗可用同一种介质，使用方便。
烃类清洗工艺的缺点，最主要的是安全性问题，要有严格的安全方法措施。
醇类清洗工艺特点
醇类中乙醇和异丙醇是工业中常用得有机极性溶剂，甲醇毒性较大，一般仅做添加剂。醇类清洗工艺特点是：
1) 对离子类污染物有很好的溶解能力，清洗松香焊剂效果非常好，对油脂类溶解能力较弱；
2) 与金属材料和塑料等相容性好，不产生腐蚀和容胀；
3) 干燥快，容易晾干或送风干燥，可不必使用热风；
4) 脱水性好，常用做脱水剂。
醇类清洗剂的主要问题是挥发性大，闪点较低，容易燃烧，必须对清洗设备和辅助设备采取防爆措施。
❹ 为什么在焊接过程中使用免清洗焊锡丝，焊渣会减少很多
锡焊技术要点
作为一种操作技术，手工锡焊主要是通过实际训练才能掌握，但是遵循基本的原则，学习前人积累的经验，运用正确的方法，可以事半功倍地掌握操作技术。以下各点对学习焊接技术是必不可少地。
锡焊基本条件
1． 焊件可焊性
不是所有的材料都可以用锡焊实现连接的，只有一部分金属有较好可焊性（严格的说应该是可以锡焊的性质），才能用锡焊连接。一般铜及其合金，金，银，锌，镍等具有较好可焊性，而铝，不锈钢，铸铁等可焊性很差，一
般需采用特殊焊剂及方法才能锡焊。
2． 焊料合格
铅锡焊料成分不合规格或杂质超标都会影响焊锡质量，特别是某些杂质含量，例如锌，铝，镉等，即使是0．001％的含量也会明显影响焊料润湿性和流动性，降低焊接质量。再高明的厨师也无法用劣质的原料加工出美味佳肴，这个道理是显而易见的。
3． 焊剂合适
焊接不同的材料要选用不同的焊剂，即使是同种材料，当采用焊接工艺不同时也往往要用不同的焊剂，例如手工烙铁焊接和浸焊，焊后清洗与不清洗就需采用不同的焊剂。对手工锡焊而言，采用松香和活性松香能满足大部分电子产品装配要求。还要指出的是焊剂的量也是必须注意的，过多，过少都不利于锡焊。
4． 焊点设计合理
合理的焊点几何形状，对保证锡焊的质量至关重要，如图一(a)所示的接点由于铅锡料强度有限,很难保证焊点足够的强度,而图一(b)的接头设计则有很大改善。图二表示印制板上通孔安装元件引线与孔尺寸不同时对焊接质量的影响。
手工锡焊要点
以下几个要点是由锡焊机理引出并被实际经验证明具有普遍适用性。
1． 掌握好加热时间
锡焊时可以采用不同的加热速度，例如烙铁头形状不良，用小烙铁焊大焊件时我们不得不延长时间以满足锡料温度的要求。在大多数情况下延长加热时间对电子产品装配都是有害的， 这是因为
（1） 焊点的结合层由于长时间加热而超过合适的厚度引起焊点性能劣化。
（2） 印制板，塑料等材料受热过多会变形变质。
（3） 元器件受热后性能变化甚至失效。
（4） 焊点表面由于焊剂挥发，失去保护而氧化。
结论：在保证焊料润湿焊件的前提下时间越短越好。
2． 保持合适的温度
如果为了缩短加热时间而采用高温烙铁焊校焊点，则会带来另一方面的问题：焊锡丝中的焊剂没有足够的时间
在被焊面上漫流而过早挥发失效；焊料熔化速度过快影响焊剂作用的发挥；由于温度过高虽加热时间短也造成过热现象。
结论：保持烙铁头在合理的温度范围。一般经验是烙铁头温度比焊料熔化温度高50℃较为适宜。
理想的状态是较低的温度下缩短加热时间，尽管这是矛盾的，但在实际操作中我们可以通过操作手法获得令人满意的解决方法。
3． 用烙铁头对焊点施力是有害的
烙铁头把热量传给焊点主要靠增加接触面积，用烙铁对焊点加力对加热是徒劳的。很多情况下会造成被焊件的损伤，例如电位器，开关，接插件的焊接点往往都是固定在塑料构件上，加力的结果容易造成原件失效。
锡焊操作要领
1． 焊件表面处理
手工烙铁焊接中遇到的焊件是各种各样的电子零件和导线，除非在规模生产条件下使用“保险期”内的电子元件，一般情况下遇到的焊件往往都需要进行表面清理工作，去除焊接面上的锈迹，油污，灰尘等影响焊接质量的杂质。手工操作中常用机械刮磨和酒精，丙酮擦洗等简单易行的方法。
2． 预焊
预焊就是将要锡焊的元器件引线或导电的焊接部位预先用焊锡润湿，一般也称为镀锡，上锡，搪锡等。称预焊是准确的，因为其过程合机理都是锡焊的全过程——焊料润湿焊件表面，靠金属的扩散形成结合层后而使焊件表面“镀”上一层焊锡。
预焊并非锡焊不可缺少的操作，但对手工烙铁焊接特别是维修，调试，研制工作几乎可以说是必不可少的。
3． 不要用过量的焊剂
适量的焊剂是必不可缺的，但不要认为越多越好。过量的松香不仅造成焊后焊点周围需要清洗的工作量，而且延长了加热时间（松香融化，挥发需要并带走热量），降低工作效率；而当加热时间不足时又容易夹杂到焊锡中形成“夹渣”缺陷；对开关元件的焊接，过量的焊剂容易流到触点处，从而造成接触不良。
合适的焊剂量应该是松香水仅能浸湿将要形成的焊点，不要让松香水透过印制板流到元件面或插座孔里（如IC插座）。对使用松香芯的焊丝来说，基本不需要再涂焊剂。
4． 保持烙铁头的清洁
因为焊接时烙铁头长期处于高温状态，又接触焊剂等受热分解的物质，其表面很容易氧化而形成一层黑色杂质，这些杂质几乎形成隔热层，使烙铁头失去加热作用。因此要随时在烙铁架上蹭去杂质。用一块湿布或湿海绵随时擦烙铁头，也是常用的方法。
5． 加热要靠焊锡桥
非流水线作业中，一次焊接的焊点形状使多种多样的，我们不可能不断换烙铁头。要提高烙铁头加热的效率，需要形成热量传递的焊锡桥。所谓焊锡桥，就是靠烙铁上保留少量焊锡作为加热时烙铁头与焊件之间传热的桥梁。
显然由于金属液的导热效率远高于空气,而使焊件很快被加热到焊接温度,如图四。应注意作为焊锡桥的锡保留量不可过多。
6． 焊锡量要合适
过量的焊锡不但毫无必要地消耗了较贵的锡，而且增加了焊接时间，相应降低了工作速度。更为严重的是在高密度的电路中，过量的锡很容易造成不易察觉的短路。
但是焊锡过少不能形成牢固的结合，降低焊点强度，特别是在板上焊导线时，焊锡不足往往造成导线脱落。
7． 焊件要牢固
在焊锡凝固之前不要使焊件移动或振动，特别使用镊子夹住焊件时一定要等焊锡凝固再移去镊子。这是因为焊锡凝固过程是结晶过程，根据结晶理论，在结晶期间受到外力（焊件移动）会改变结晶条件，导致晶体粗大，造成所谓“冷焊”。外观现象是表面无光泽呈豆渣状；焊点内部结构疏松，容易有气隙和裂隙，造成焊点强度降低，导电性能差。因此，在焊锡凝固前一定要保持焊件静止，实际操作时可以用各种适宜的方法将焊件固定，或使用可靠的夹持措施。
8． 烙铁撤离有讲究
烙铁处理要及时，而且撤离时的角度和方向对焊点形成有一定关系。
撤烙铁时轻轻旋转一下，可保持焊点适当的焊料，这需要在实际操作中体会。
焊剂
① 助焊剂
助焊剂一般可分为无机助焊剂、有机助焊剂和树脂助焊剂，能溶解去处金属表面的氧化物，并在焊接加热时包围金属的表面，使之和空气隔绝，防止金属在加热时氧化；可降低熔融焊锡的表面张力，有利于焊锡的湿润。
② 阻焊剂
限制焊料只在需要的焊点上进行焊接，把不需要焊接的印制电路板的板面部分覆盖起来，保护面板使其在焊接时受到的热冲击小，不易起泡，同时还起到防止桥接、拉尖、短路、虚焊等情况。
使用焊剂时，必须根据被焊件的面积大小和表面状态适量施用，用量过小则影响焊接质量，用量过多，焊剂残渣将会腐蚀元件或使电路板绝缘性能变差。
对焊接点的基本要求
1 、焊点要有足够的机械强度，保证被焊件在受振动或冲击时不致脱落、松动。不能用过多焊料堆积，这样容易造成虚焊、焊点与焊点的短路。
2 、焊接可靠，具有良好导电性，必须防止虚焊。虚焊是指焊料与被焊件表面没有形成合金结构。只是简单地依附在被焊金属表面上。
3 、焊点表面要光滑、清洁，焊点表面应有良好光泽，不应有毛刺、空隙，无污垢，尤其是焊剂的有害残留物质，要选择合适的焊料与焊剂。
手工焊接的基本操作方法
" 焊前准备
准备好电烙铁以及镊子、剪刀、斜口钳、尖嘴钳、焊料、焊剂等工具，将电烙铁及焊件搪锡，左手握焊料，右手握电烙铁，保持随时可焊状态。
" 用烙铁加热备焊件。
" 送入焊料，熔化适量焊料。
" 移开焊料。
" 当焊料流动覆盖焊接点，迅速移开电烙铁。
掌握好焊接的温度和时间。在焊接时，要有足够的热量和温度。如温度过低，焊锡流动性差，很容易凝固，形成虚焊；如温度过高，将使焊锡流淌，焊点不易存锡，焊剂分解速度加快，使金属表面加速氧化，并导致印制电路板上的焊盘脱落。尤其在使用天然松香作助焊剂时，锡焊温度过高，很易氧化脱皮而产生炭化，造成虚焊。
铝件的锡焊方法
铝极易氧化，表面通常覆盖着一层氧化铝薄膜，即使焊接前是、刮去这层薄膜，但由于焊接时烙铁的高温，使焊接面又迅速生成一层氧化膜，使刮出的新面不与空气接触，那么就可以使锡附着在铝上了。下面介绍两种锡焊铝件的方法。
1、先将铝件焊接面用砂纸打光，放一些松香和铁粉。用功率60W以上的烙铁，沾上足量的焊锡，放在焊接面上用力摩擦。由于铁粉的作用，把氧化层磨掉，锡就附着在铝表面上了。趁锡未凝固时，用布将焊面和烙铁上的铁粉擦去，就可以按普通方法进行焊接了。
2、在要焊接的铝线或铝板的焊面上，涂一层硝酸汞溶液。由于化学作用，在铝表面生成一层铝汞合金，用水冲洗后即可焊接。刚焊上去的锡是焊在铝汞合金上的，焊接强度不高。因此焊接时要用100W大烙铁，焊铁头多在焊面上停留，使汞在铝中扩散，锡能牢固地与铝基体焊在一起，加强焊接强度。
❺ 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。