无铅培训课程PPT31页课件.ppt

1、主讲人 服务部发展无铅锡膏的背景发展无铅锡膏的背景 有关无铅锡膏的立法有关无铅锡膏的立法 无铅锡膏发展的现状无铅锡膏发展的现状 推行过程中的问题推行过程中的问题 无铅锡膏的相关资料无铅锡膏的相关资料 无铅制程中常见的工艺问题及其解决办法无铅制程中常见的工艺问题及其解决办法u焊料焊料 70%u零件焊端零件焊端 5%u焊盘镀层焊盘镀层 25%什么地方含什么地方含铅铅？(电子业电子业)废弃电路板埋入地下，被雨水和与其他废物反应所侵蚀。废弃电路板埋入地下，被雨水和与其他废物反应所侵蚀。带有金属的滤液可能转移到本地的地下水，并污染它。带有金属的滤液可能转移到本地的地下水，并污染它。人在饮用含有铅的水后，

2、体内血液中的铅的含量升高。人在饮用含有铅的水后，体内血液中的铅的含量升高。铅对脑、中枢神经系统、肾脏、肝脏和血的产生都有损坏。铅对脑、中枢神经系统、肾脏、肝脏和血的产生都有损坏。为 什 么 禁 用 电 子 业 的 铅?有关有关无铅无铅锡膏的立法锡膏的立法q美国征税条例 1993年qWEEE 规定 2019 Waste from Electronics&Electrical Equipmentq日本东芝-2000年.索尼,富士通,日立-2019年.NEC-2019年q日本政府将此列为国际贸易的条款qTCLP(有害物品特殊处理程序)Toxicity Characteristic Leaching

3、Procedure有关有关无铅无铅锡膏的立法锡膏的立法欧洲欧洲 美国美国 日本日本 无铅无铅锡膏发展现状锡膏发展现状 日本日本 无铅无铅锡膏发展现状锡膏发展现状Sn-Ag-Cu(Eutectic 217C).(如:Sn95.5Ag4.0Cu0.5)其它的合金是:Sn99.3/0.7Cu (Eutectic 227C)Sn96.5/3.5Ag (Eutectic 221C)Sn-Ag-Bi(200C-210C)如:Sn93.5-Ag3.5-Bi3.0(206C-213C)Sn 锡 Cu 铜 Sb 锑 Ag 银 Bi-铋 Zn 锌下面是有可能代替Sn/Pb的是:各金属基本储量的估计各金属基本储量的

4、估计元素元素 全球需量全球需量(万吨万吨)全球储量全球储量(万吨万吨)剩余储量剩余储量(万吨万吨)银 13,500 15,000 1,500铋 4000 8000 4000铜 8,000,000 10,200,000 2,200,000铟 100 200 100锑 78,200 122,300 44,100锡 220,000 300,000 80,000常用金属参考常用金属参考推行过程中的问题推行过程中的问题价格价格 可靠性可靠性 元件对高温的反映元件对高温的反映 什么是无铅锡膏？什么是无铅锡膏？供应链供应链 相关标准相关标准返修返修 元件焊接端元件焊接端q与材料、元件和设备不相容与材料、元件

5、和设备不相容q设备、工艺限制设备、工艺限制q有限的工艺窗口有限的工艺窗口q波峰焊工序要优化波峰焊工序要优化q清洗工序限制清洗工序限制推行过程中需要解决的问题推行过程中需要解决的问题科利泰专利无铅锡膏科利泰专利无铅锡膏美国专利号美国专利号 5 5，435435，857857专利日期专利日期 7-25-20197-25-2019提供替换当前提供替换当前Sn/Pb Sn/Pb 的锡膏的锡膏温度范围在温度范围在170170。C-200 C-200。C C之间之间固态固态-188-188。C C，液态，液态-197-197。C C关键成份关键成份Sn/In/Ag/SbSn/In/Ag/Sb或或BiBi过

6、去过去1010年来的发展年来的发展合金 专利所属 固相温度 液相温度Sn77.2/In20/Ag2.8 铟公司铟公司 175。C 187。C Sn95.5/Ag3.8/Cu0.7 爱荷华州立大学爱荷华州立大学 217。C E 217。C ESn86/In10.5/Ag2.0/Bi1.5 科利泰科利泰 179。C 188。C Sn96.2/Ag2.5/Sb0.5/Cu0.8 Aim(castin)219。C E 219。C ESn99.3/Cu0.7 锡研究机构锡研究机构 227。C 227。C Sn80/In10/Bi9.5/Ag0.5 福特马达公司福特马达公司 179。C 200。C 无铅无

7、铅锡膏中的参数要求锡膏中的参数要求q熔点：接近现行的熔点：接近现行的Sn63/Pb37Sn63/Pb37的熔点的熔点183183。C C，或力，或力 求保持在求保持在200200。C C以下的范围；以下的范围；q特性：焊接效果与常用锡膏一样或常用锡膏更好；特性：焊接效果与常用锡膏一样或常用锡膏更好；q其他：用其他：用DIPDIP、SMTSMT和维修方面都一样，并且要免洗和维修方面都一样，并且要免洗无铅合金无铅合金的物理特性的物理特性Vs Sn63/Pb37Vs Sn63/Pb37Sn42/Bi58熔点熔点硬度硬度热膨胀系数热膨胀系数拉力强度拉力强度电阻率电阻率(uohm-cm)Qualitek

8、 No-leadSn96.5/Ag3.5 Sn63/Pb37138C188-197C221C183C22HB13HB14.8HB14HB13.824.5PureSn=23.524.75400psi7450psi8245psi7500psi34.516.312.3114.5TemperaturesHeater Set-point 280-32521730-60 seconds liquidusTin/Lead Profile235-280260Danger Zone25022018340CTin/Silver/Copper10CTemperaturesHeater Set-point 典型的典型

9、的无铅无铅锡膏锡膏（大阪大学 菅沼教授）10020015050熔点温度熔点温度138。C90sec(soak time)150secTime:IN SecondAlloy Sn42/Bi58 No-CleanTemp:IN。CReflow Profiles Max 175。C Min 160。CReflow ProfilesAlloy Sn63/Pb37 No-Clean60sec(soak time)120sec50100150200250熔点温度熔点温度183。C Max 220。C Min 205。CTime:IN SecondTemp:IN。CReflow ProfilesAlloy

10、Sn96.5/Ag3.5 No-CleanTemp:IN。CTime:IN Second5010015020025060sec(soak time)120sec熔点温度熔点温度221。CMax 249。CMin 235。C零件焊端零件焊端q镍/钯q镍/金q银/铂q银/钯q铂/钯/银q银q金q镍/金/铜q锡q锡/铅PCB PCB 覆层覆层q锡 q镍上镀锡q镍上镀金q钯q镍上镀钯q银qOSP(防氧化覆层)q锡铅 Sn42/Bi58 Qualitek LF88 Sn96.5/Ag3.5 Sn99.3/Cu0.7 Sn95.5/Ag4/Cu0.5 Sn63/Pb37熔点熔点138。C188-197。C

11、221。C227。C217219。C 183。C硬度硬度热膨胀系数热膨胀系数电阻率电阻率(Uohm-cm)密度密度电导率电导率%IACS拉力强度拉力强度22HB 13HB 14.8HV 9 HB 15HB 14HB13.8 24.5 30.2 Pure Sn=23.5 Prue Sn=23.5 24.7 34.5 16.3 12.31 -13 14.55400psi 7450psi 8450psi 4300psi 6800psi 7500psi8.72 7.37 7.37 7.3 7.39 8.344.5%IACS 14%IACS 14%IACS 16IACS 16.6%IACS 11.9IACS 各合金的一般性能推行过程中遇到的问题推行过程中遇到的问题价格价格 可靠性可靠性 元件对高温的反映元件对高温的反映 无铅锡膏的种类？无铅锡膏的种类？供应链供应链 相关标准相关标准返修返修 元件焊接端元件焊接端Candidate ElementsCandidate Elements