类别 | 无铅工艺特点 | 有铅工艺特点 | |
焊料合金 | 焊料合金成分 | 有多种焊料合金可供选择,目前逐步同意为Sn96.5Ag3Cu0.5(SAC305);最好回流焊接和波峰焊接都选择同一款焊料合金。但是考虑到成本,许多厂家波峰焊接会选择Sn99.3Cu0.7焊料。对生产现场焊料合金的使用造成混乱 | 无论是何种焊接方式,焊料合金一直采用Sn63Pb37,不会对生产现场焊料合金的使用造成混乱 |
焊料合金使用混乱 | 焊料合金使用混乱,目前有人提倡使用Cu的质量分数在1%~2%的合金,但是市场上还没有此类产品 | 焊料合金单一 | |
焊料成本 | 波峰焊接用的锡条和手工焊接用的锡线,成本提高2.7倍。回流焊接用的锡膏成本提高约1.5倍 | 焊料成本低 | |
焊料合金熔点温度 | 温度高217℃ | 温度低183℃ | |
焊料可焊性 | 差 | 好 | |
焊点特点 | 焊点脆,不适合手持和振动产品 | 焊点韧性好 | |
焊料/焊端兼容性 | 焊端中不能含铅 | 焊端中可以含铅 | |
能耗 | 焊接能耗 | 无论是波峰焊/回流焊/手工焊接,能耗比有铅焊接多10%~15% | 能耗较低 |
设备需求 | 波峰焊 | 需要添加新的波峰焊机 | 不需要(提升产能例外) |
回流焊 | 设备温区数量要多,以增加调整回流温度曲线灵活性。炉体长 | 也可以采用多温区的设备,增强温度曲线调整的灵活性 | |
手工焊接 | 更换烙铁头 | 不需要更换 | |
印刷/贴片机 | 不需要更换,但是印刷/贴片精度要求更高 | 不需要更换 | |
焊接工艺 | 水清洗工艺 | 不建议使用 | 可以使用 |
回流焊接 | 工艺窗口小,温度曲线调整较难。焊点空洞难以消除。焊点上锡不好 | 工艺窗口大,温度曲线调整较易。焊点空洞较好消除,焊点上锡较好 | |
波峰焊接 | 焊点上锡不好,需要加快冷却,锡槽合金杂质含量检测频繁度加大,有可能生产现场需要检测仪器 | 焊点上锡较好,锡槽合金杂质含量检测频繁度不大,不需要生产现场检测仪器 | |
手工焊接 | 烙铁头损耗加快 | 烙铁头损耗较小 | |
PCB要求 | 板材 | 可以沿用有铅时用的板材,最好采用高Tg板材。采用高Tg板材,板材成本上升10%~15% | 板材不需要改变 |
焊盘处 理方式 | 有机可焊性保护(OSP),化学镍金 | 热风整平,也可采用有机可焊性保护(OSP),化学镍金 | |
OSP特点 | 焊盘平整,对印刷工序要求高,PCB保存时间短,对计划要求高。对ICT测试有影响 | ||
化学镍金 | 焊盘平整,对印刷工序要求不高,PCB保存时间长,对计划要求不高。对ICT测试没有影响,存在“黑盘”的可能性 | ||
元器件 | 耐热性 | 耐热性要求高 | 耐热性要求不是很高 |
焊端可焊性 | 要求高 | 要求一般 | |
焊点检查 | 外观 | 焊点粗糙,检验较难 | 焊点光亮,检验较易 |
“爆米花”现象 | 由于温度的升高,在无铅焊接中许多IC的防潮敏感性都会提高一到两个等级。也就是说,拥护的防潮控制或处理必须加强。这对于那些很小批量生产的用户将有较严重的影响。因为许多很小批量生产的用护都有较长时间的来料库存时间。如果库存的防潮设施不理想,就必须通过组装前烘烤除湿的做法来防止“爆米花”的问题。烘烤虽然能够解决“爆米花”问题,但烘烤过程中会加剧器件焊端的氧化,带来了焊接的难度。一个可行的做法是使用惰性环境烘烤,但这在设备、耗材(惰性气)和管理上都大大增加了成本 | IC的防潮敏感性只要加以注意和管理即可,容易得到控制 | |
“立碑” 现象 | 在无铅技术中更加严重。这是因为无铅合金的表面张力较强的原因。解决的原理和含铅技术一样,其中通过DFM控制器件焊端和焊盘尺寸以及两端热容量最为有效。其次可通过工艺调整减少器件两端的温差。该注意的是,虽然原理不变,但无铅的工艺窗口会小一些,所以用户必须首先确保本身使用的炉子有足够的能力,即有良好的加热效率以及稳定的气流 | 在有铅技术中存在,但有铅工艺窗口会宽一些,容易解决 | |
“气孔” 现象 | 在锡铅技术中已经是个不容易完全解决的问题。而进入无铅技术后,这问题还会随无铅合金表面张力的提高而显得更严重。要消除“气孔”问题,有三个因素必须注意;锡膏特性(锡膏选择)、DFM(器件焊接端结构、焊盘和模板开口设计)以及回流工艺(温度曲线的设置)。其控制原理和含铅技术中没有不同,知识工艺窗口小了些 | 在锡铅技术中“气孔”问题是个不容易完全解决的问题 | |
业界可靠性数据 | 可靠性数据不足,还有许多未知的特点或缺点没有发现 | 可靠性数据很多,已使用很多年 |
无铅设备 | 无铅工艺 | 有铅工艺 |
波峰焊机 | 通用 | 可用于有铅工艺,但用过后就无法再转回无铅工艺 |
锡锅 | 通用 | 可用于有铅工艺,但用过后就无法再转回无铅工艺 |
回流焊 | 通用 | 通用 |
印刷机 | 通用 | 通用 |
贴片机 | 通用 | 通用 |
回流炉 | 通用 | 通用 |
BGA返修台 | 通用 | 通用 |
分板机 | 通用 | 通用 |
测试设备 | 通用 | 通用 |
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