00095-无铅焊料技术讨论会教材.pdf
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1、无铅焊料计划技术部会 无铅焊料技术学校 无铅焊料技术讨论会教材无铅焊料技术讨论会教材 无铅焊料技术讨论会教材无铅焊料技术讨论会教材 序言序言 松下电器集团, 作为指向与地球共存的工作, 2002年度比世界早一步推进对全商品导入无铅 焊料。首先为了集中全力有效地完成目标, 进一步为了把它的实际知识广泛普及展开于世界, 开 设学习, 实证的场所的 松下电器集团, 作为指向与地球共存的工作, 2002年度比世界早一步推进对全商品导入无铅 焊料。首先为了集中全力有效地完成目标, 进一步为了把它的实际知识广泛普及展开于世界, 开 设学习, 实证的场所的“技术学校技术学校”。 有五千年历史的锡铅共晶焊料使
2、用于所有电子机器, 支持了今天的惊人的进展。并且成为关 于一切安装的准则。 正因为如此, 不含铅的焊料的开发实用化是, 相当于改造制造工作的历史, 所以全世界的 。 有五千年历史的锡铅共晶焊料使用于所有电子机器, 支持了今天的惊人的进展。并且成为关 于一切安装的准则。 正因为如此, 不含铅的焊料的开发实用化是, 相当于改造制造工作的历史, 所以全世界的 “产官学产官学”都致力于这工作。还有, 代表性的无铅焊料, 具有熔点高, 易于氧化等的特性, 比锡铅 焊料要求严峻的制造条件, 质量管理。 可是, 本公司的先行事例中的很多事例, 通过综合地重新考虑从工作方法至制造的制造工作, 全力以赴, 反为
3、提高了质量。本校的目标是, 通过活用, 进化这工作态度, 实际知识, 有效地解 决无铅焊料的课题, 并且谋求强化制造工作。 无铅焊料技术以安装技术为基础、 由固有的材料, 工作法, 设备, 设计, 质量管理等的综 合的技术构成。而且在技术上有未确立, 日新月异的一面。因此, 本校注力于创造不只从事直接 导入, 安装的技术, 制造有关人员, 连设计开发, 质量管理, 资材, 服务及其他所有有关专门领 域, 职责的人员都能够活用的课程和教材。 我们希望各位通过对无铅焊料导入, 体系地, 实践地学习, 实习从必需的基础至专门知识, 应用事例, 有益于推进导入, 强化制造工作。 都致力于这工作。还有,
4、 代表性的无铅焊料, 具有熔点高, 易于氧化等的特性, 比锡铅 焊料要求严峻的制造条件, 质量管理。 可是, 本公司的先行事例中的很多事例, 通过综合地重新考虑从工作方法至制造的制造工作, 全力以赴, 反为提高了质量。本校的目标是, 通过活用, 进化这工作态度, 实际知识, 有效地解 决无铅焊料的课题, 并且谋求强化制造工作。 无铅焊料技术以安装技术为基础、 由固有的材料, 工作法, 设备, 设计, 质量管理等的综 合的技术构成。而且在技术上有未确立, 日新月异的一面。因此, 本校注力于创造不只从事直接 导入, 安装的技术, 制造有关人员, 连设计开发, 质量管理, 资材, 服务及其他所有有关
5、专门领 域, 职责的人员都能够活用的课程和教材。 我们希望各位通过对无铅焊料导入, 体系地, 实践地学习, 实习从必需的基础至专门知识, 应用事例, 有益于推进导入, 强化制造工作。 讨论会教材 目次讨论会教材 目次 第1章 无铅焊料概要第1章 无铅焊料概要 无铅焊料是什么? 为什么要无铅焊料? 松下电器的工作 无铅焊料是什么? 为什么要无铅焊料? 松下电器的工作 第2章 焊接的基础第2章 焊接的基础 焊接的机制 焊接工序, 不妥 焊接的机制 焊接工序, 不妥 第3章 无铅焊料的导入步骤和工作第3章 无铅焊料的导入步骤和工作 导入步骤 焊料选定 基板设计 零件选定 材料工序 导入步骤 焊料选定
6、 基板设计 零件选定 材料工序 第4章 浸流工序 第5章 软熔工序 第6章 软熔浸流混载工序 第7章 局部加热工序 第8章 质量可靠性评价方法 课题解决演习 第4章 浸流工序 第5章 软熔工序 第6章 软熔浸流混载工序 第7章 局部加热工序 第8章 质量可靠性评价方法 课题解决演习 现行焊料现行焊料 锡(Sn)锡(Sn)铅(37Pb) 使用于全电子机器 铅(37Pb) 使用于全电子机器 无铅(Pb)无铅(Pb)焊料焊料 锡(Sn)锡(Sn)无害金属 2002年度 全世界、全商品 无害金属 2002年度 全世界、全商品 不含铅焊料不含铅焊料 无铅焊料是什么?无铅焊料是什么? 第第第第1 1 1
7、1章章章 章 无铅焊料概要无铅焊料概要无铅焊料概要无铅焊料概要 铅(Pb)的含量(质量%)如下的叫无铅焊料。 系Pb含有质量% ISO9453软焊料合金JIS Z 3282焊料 组 成Pb含有质量%组 成 Sn-5Sb 60W烙铁 4秒/点 背部凸起 不足 研模 60WLD 2.3秒/点 凸起良好 角状物 光束 软光束局部加热焊料的例子软光束局部加热焊料的例子 熔点高 Sn成分多 无共晶 提高烙铁头温度 迅速冷却凝固 凝固温度有范围限制 缩短焊剂的活性时间 外表不平滑,容易形成角状物 凸起部分产生缩孔 烙铁头寿命短(是原来的1/21/3) 焊料润湿不良, 焊料容易发生桥接 凸起形成不良 焊剂或
8、焊珠容易飞散 容易引起部分热损伤 烙铁头的铁镀层容易引 起氧化、腐食 1.烙铁头的设定温度不能太高也不能太低370 10 2.减少烙铁头的温度变化使用供热量大的烙铁(80W左右) 附带响应迅速的温度控制功能 3.迅速进行手工作业限制在3秒钟以内。长时间加热会损伤零件 4.堆焊的程度不得超过必要范围凸起部分过大将会产生缩孔 5.用热板或热风预热基板5060 6.准备长时间(例如30分钟)不使用烙铁时,应擦除 脏物,用新焊料润湿端头,然后切断电源。 防止氧化 手工焊接工序(质量课题和对策)手工焊接工序(质量课题和对策) 手工焊接工序(质量课题和对策)手工焊接工序(质量课题和对策) 选定钎焊烙铁选定
9、钎焊烙铁 焊料材料焊料材料 铬镀层 如上述所示,附带温度控制功能 焊料镀层 推荐的钎焊烙铁 铁镀层(250300m) 烙铁头断面烙铁头断面 希望使用跟原来焊接(浸流、软熔)相同的材料,不过当加工现场使用各种基板时或 者使用焊料材质不明的基板时,使用下表中的任何一种的话都不会影响实际使用。 Sn-Zn系在作业性、耐环境性方面不太理想。 推荐使用的手工焊接用丝状焊料 铜棒部 厂家产品编号 白光(株)937系列 941系列 (株)Japan Unix107系列 材质厂家产品编号线形 Sn-Ag-Cu千住金属工业M7050.3、0.6、1.0 Nihon GenmaNP303 Sn-CuNIHON S
10、UPERIORSN-100C-1010.3、0.4、0.5、0.6、0.8、1.0 无铅焊料是属于一种新技术,因此在导入时应该充分评价确认质量无铅焊料是属于一种新技术,因此在导入时应该充分评价确认质量? ?可靠性,这 是绝对必要的。 可靠性,这 是绝对必要的。 第第第第8 8 8 8章章章 章 质量质量质量质量可靠性可靠性可靠性可靠性评价方法评价方法评价方法评价方法 焊接完成 (润湿、露出铜板、桥接、焊料球、空白、 裂纹、缩孔、拉起等) 安装精度(错位、立碑) 接合强度(初期状态) 接合部可靠性 (机械性疲劳、热疲劳、低温脆性、耐蚀性) 离子迁移 晶须 零件的热破坏、热劣化 焊料组成变化 零件
11、电极镀层 材料变化 焊接温度变化 外观观察 断面观察 剪切试验 拉伸试验 冲击、振动、弯曲、 蠕变、热冲击、 高温搁置、低温搁置、 腐蚀试验 结露循环试验 高温高湿试验 零件耐热试验 无铅焊料的变化情况无铅焊料的变化情况必须评价的质量项目必须评价的质量项目试验评价方法试验评价方法 检查检查? ?试验试验检查检查? ?试验装置试验装置对象质量缺陷对象质量缺陷 外观检查肉眼 放大镜 显微镜 润湿上升、露出铜板、桥接、角状物、 焊料球、气泡、裂纹、缩孔、拉起 透视检查X线检查装置BGA?CSP等的未接合、空白 断面检查 显微镜 +切断机、研磨机 裂纹、缩孔、拉起、缩孔空白、 界面组织粗大化、偏析 接
12、合强度检查试验、弯曲拉压试验机 落锤式冲击试验机 蠕变试验机 接合部剪切强度、剥离强度 蠕变载荷 疲劳检查 热变形疲劳 机械变形疲劳 热冲击试验机 接合强度试验机 振动试验机 微小剪切试验机 反复变形造成接合强度下降 温度湿度试验机 高温搁置 高温高湿 低温搁置 温度试验装置(恒温槽) +接合强度试验机 高温下的结晶粗大化 偏析造成接合强度下降 晶须、迁移 低温脆性 腐蚀试验 盐水 腐蚀性气体 风化试验机 气体燃烧室 焊料的腐蚀 接合质量的检查接合质量的检查? ?试验方法试验方法 外观检查外观检查断面检查断面检查非破坏检查非破坏检查 接合质量的确认接合质量的确认?检查例子检查例子 使用显微镜
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