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再流焊工艺中有铅焊料焊接有铅和无铅元器件的混装工艺

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目前,我国军工等高可靠电子产品普遍存在有铅和无铅元器件混装焊接的现象,即:采用有
 
铅焊料焊接有铅和无铅元器件的混装工艺,简称“混装焊接”。
 
一、混装焊接机理
 
采用有铅焊料焊接有铅和无铅元器件的混装焊接中有两种情况:
 
①有铅焊料与有铅元件焊接。其焊接过程、焊接机理与Sn-37Pb焊接是完全相同的,金属间结合层(IMC)的主要成分是Cu6Sn5和Cu3Sn。相容性很好。
 
②有铅焊料与无铅元件焊接。其焊接机理与Sn-37Pb焊接是基本相同的。但由于无铅元件焊端镀层非常复杂,除了镀Sn、Sn-Ag-Cu、Ni-Au、Ni-Pd-Au外,还有Sn-Cu、Sn-Bi等合金层,Sn-Pb焊料与不同金属焊接时可能发生不相容的情况,影响可靠性。
 
pcba
 
二、混装焊接的主要特点及可能发生相容性问题
 
混装焊接是采用传统的Sn-37Pb焊料,SMT时被焊接的元件既有有铅元件又有无铅元件。有铅焊料焊接无铅元器件时,Sn-Pb焊料的熔点183℃,无铅元件焊端镀层Sn熔点为232℃,无铅BGA焊球Sn-Ag-Cu熔点217℃,复杂的PCBA组装板焊接温度可能还要高一些;有铅料焊接有铅元器件时,虽然材料和熔点温度都是相容的,但由于SMT回流焊焊接温度提高了。高温可能损坏有铅元器件和PCB基板。
 
有铅、无铅混装焊接可能发生相容性问题如下所述。
 
1、镀Sn元件的Sn须向题。
 
2、高温可能损坏元器件封装体及内部连接。
 
3、高温对潮湿敏元件的不利影响。
 
4、高温可能损坏PCB。
 
5、Sn-Pb焊料合金与无铅元件焊端镀层(Sn-Bi元件)不相容。
 
6、Sn-Pb焊料合金与无铅PBGA、CSP焊球合金不相容。
 
7、各种工艺之间的不相容性。
 
8、各种助焊剂之间的不相容性。
 
根据以上分析,要求混装焊接的产品从设计开始就要考虑到混装的相容性和可靠性,并把工艺做得更细致一些。
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