无铅软钎焊技术基础

译者序

前言

第一部分无铅软钎焊的基础与实践

第二部分软钎焊的可靠性

软钎焊的历史悠久，至少有5000年。但在这漫长的时间里，软钎焊都被认为是“低温下的简单连接技术”，因此这方面的学术研究屈指可数。近年来，随着机电产业的高速发展，高度可靠的连接技术也越发重要，可以说是高附加值制造产业的支柱。软钎焊技术的无铅化虽然需要克服许多困难，但封装产业可预见的高附加值依旧成为了该技术发展的动力。可以说，21世纪是无铅软钎焊的时代，也是我们重新认识连接可靠性的重要契机。本书第一部分第1～6章主要为软钎焊理论基础，第7章介绍了软钎焊工艺。第二部分总结了封装可靠性的评判标准和失效行为。为实现高附加值的封装技术，本书近半篇幅用于可靠性的讨论。本书各章节相互独立，力求使读者能在最短的时间内获得有益的信息，因此不必受章节的约束，敬请自由阅读。

无铅软钎焊技术作为电子组装行业的新兴技术及未来的发展方向，拥有极大的应用价值和市场空间。本书从无铅化的根本，即无铅焊料的定义出发，描述无铅焊料的各种基本性能，重点论述无铅软钎焊的物理化学过程，并对电子组装技术的无铅化所面对的技术问题进行分析和阐述。最后论述无铅化焊接所带来的电子组装产品可靠性的新问题。同时，本书结合市场的实际情况，对无铅焊料成分的专利问题也进行详细阐述。

本书可作为高等学校材料加

第一章　时代背景

1.1欧盟指令

1.2　环保时代与铅的毒性

1.3　铅在电子产品中应用与废弃的污染问题

1.4　无铅化电子组装的国际研发动态

1.5　无铅化电子组装产业实用化的先锋--日本的发展现状

1.6　应对无铅化--中国信息产业部的管理办法

参考文献

第二章　无铅化电子组装的基本概念

2.1　无铅化电子组装的含义

2.2　无铅钎料的定义

第三章　无铅软钎焊的物理化学过程的基本理论

3.1　钎焊的基本原理及特点

3.2　钎料的润湿与铺展过程

3.3　钎料的毛细填缝过程

3.4　影响钎料润湿性的因素

3.5　表面张力的理论推算

第四章　无铅钎料及钎剂的选择

4.1　sn-pb钎料的特点

4.2　可能的备选无铅钎料及相关金属分析

4.3　具备产业实用化特征的无铅钎料的性能分析

4.4　典型无铅钎料的应用示例

4.5　无铅钎料的专利问题

4.6　评估无铅钎料供应商需要注意的问题

4.7　无铅钎焊钎剂的选择

参考文献

第五章　无铅化焊接技术

5.1　无铅化焊接技术的基本特点

5.2　推荐使用的无铅钎料

5.3　无铅化手工烙铁焊

5.4　无铅化浸焊

5.5　无铅化波峰焊

5.6　无铅回流焊

参考文献

第六章　无铅化电子组装带来的新问题

6.1印刷电路板表面的无铅防护层

6.2　电子元器件的无铅化表面镀层

6.3　无铅化的兼容性问题

6.4　电子元器件的耐热性问题

参考文献

第七章　无铅化电子组装焊点可靠性的特殊问题.

7.1晶须问题

7.2　焊点剥离缺陷

7.3　“曼哈顿”现象

7.4　掉件、焊球和锡珠缺陷

7.5　桥连缺陷

7.6　界面金属间化合物

参考文献

第八章　如何顺利导入无铅制程

参考文献

附录一

附录二

参考文献

1、浸沾软钎焊

浸沾软钎焊（DS）是一种利用熔融软钎料的金属浴进行加热的软钎焊方法。软钎料可利用任何热源来保持熔融状态。软钎料浸沾设备通常是自动化的，而且通过编程来控制预清理、钎剂加入、预热和浸沾过程。

2、炉中软钎焊

炉中软钎焊（FS）是一种将待焊工件放在炉内进行加热的软钎焊方法。炉中软钎焊时，必须将焊件装配好并固定在适当位置。必须将软钎料预先装入到接缝中。可利用任何合适的燃料或能源加热炉膛。

3、感应软钎焊

感应软钎焊（IS）是一种利用工件中感应电流产生的电阻热进行加热的软钎焊方法，它与感应钎焊类似。

4、红外软钎焊

红外软钎焊（IFS）是一种利用红外线辐射热量进行加热的软钎焊方法，它与红外钎焊类似。

5、烙铁软钎焊

烙铁软钎焊（INS）是一种利用烙铁进行加热的软钎焊方法。烙铁有一个被称为加热头的部件，用于加热并将热量传递给软钎料，该加热头是用铜制成的。可用不同的方法加热烙铁的加热头，例如，电焊铁利用内部的电阻线圈加热；还有火焰加热和炉内加热等。工业中还使用软钎焊焊枪，这种焊枪采用电阻热，其加热头是一个高电阻元件。软钎焊焊枪广泛用于电子部件组装。烙铁软钎焊一般采用手工操作方式。

6、电阻软钎焊

电阻软钎焊（RS）使用电流流过焊件时产生的电阻热进行焊接。这种方法与电阻钎焊稍有不同，通常需要利用手持工具进行焊接，需要将低电压的大电流引入到焊件上。电气设备制造业常用这种方法。下图示出了利用电阻软钎焊将耳状接头连接到焊接电缆上的一个应用实例。软钎料通常利用手工方式加入。这种方法还用于钎焊工业铜质管件。

7、火焰软钎焊

火焰软钎焊（TS）与火焰钎焊类似，不同的是所用的钎焊温度较低，而且利用空气而非氧气作助燃气体。使用一个小型丙烷气瓶，将一个焊炬头安装到该气瓶上后，气瓶变成手柄。软钎料用手工操作方式加入。火焰软钎焊广泛用于管子安装行业，用来将管子和铜管件钎焊起来。

8、波峰软钎焊

波峰钎焊是一种自动化软钎焊方法，主要用来在印刷电路板上安装电子元件。通过使电路板焊接面滑过熔融钎料波峰进行焊接。首先将电子元件引线插入电路板小孑L并固定到印刷电路板背面的印刷线路上。然后，印刷电路板放置在盛放熔融软钎料的槽上，并使印刷电路板与软钎料的波峰接触，从而将它和电子元件的引线钎接起来。这是一种全自动方法，而且可得到高质量的焊缝。这种方法广泛用于电子业中。