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Leiterplatte Blog - Schwierigkeiten und Strategien des bleifreien Lötkolbens fr4 Leiterplattenschweißen

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Schwierigkeiten und Strategien des bleifreien Lötkolbens fr4 Leiterplattenschweißen

2023-02-10
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Author:iPCB

Das sogenannte bleifreie Lötkolbenschweißen bedeutet, dass das zum Schweißen verwendete Lot fr4 PCB Pb darf nicht enthalten, während der Gehalt an Pb im aktuell gebräuchlichen Lot bis zu 40%. Der Schlüssel zum bleifreien Löten besteht darin, ein bleifreies bleifreies Lötzinn zu finden, das das aktuelle bleifreie Lötzinn ersetzen kann.. Bleilöt wird seit Hunderten von Jahren verwendet, weil es eine Reihe von ausgezeichneten Eigenschaften hat, Niedriger Preis und ausreichende Reserven.


In den letzten zwanzig Jahren haben die Elektronikindustrie und verwandte wissenschaftliche und technologische Kreise auf der ganzen Welt viel Arbeitskraft und materielle Ressourcen investiert, um bleifreies Lot zu erforschen und zu entwickeln. Aufgrund der hohen Anforderungen an dieses neue elektronische Material ist der Fortschritt jedoch nicht ideal. Derzeit kann nur Sn-Ag-Cu Legierung mit relativ guten Eigenschaften als temporärer Ersatz für Sn-Pb Legierung verwendet werden.

fr4 PCB

Sn-Ag-Cu Lötkolben ist die wichtigste Art bleifreier Lötkolben, die derzeit verwendet wird. Sn-Ag-Cu Legierungen sind normalerweise SAC305-Sn-3.Oag-0.5Cu und SAC405-Sn-4.Oag-0.5Cu. Verglichen mit 63/37Sn-Pb Lot haben SAC305 und SAC405 die folgenden fatalen Defekte:

1) Hoher Schmelzpunkt (SAC ist etwa 220 ℃, Sn-Pb ist etwa 183 ℃);

2) Schlechte Benetzbarkeit (die Benetzbarkeit von SAC entspricht etwa 70% Sn-Pb).


Das Hauptproblem, das durch die Verbesserung des Schmelzpunktes von bleifreiem Lot verursacht wird, besteht darin, das Prozessfenster zu reduzieren, d.h. von 57~67 ℃ (A) für Sn-Pb-Lot auf 23~33 ℃ (B), wodurch der variable Bereich der Lötbetriebstemperatur signifikant reduziert wird. Dies bringt nicht nur Schwierigkeiten in den Prozess, sondern gefährdet auch leicht die Leistung von Substrat und Bauteilen durch Übertemperatur. Darüber hinaus ist die Lochnetzbarkeit von fehlerfreiem Lot schlecht, was die Schwierigkeit des bleifreien Lötkolbenschweißens erhöht. Um den Anforderungen des bleifreien Lötkolbenschweißens gerecht zu werden, sind die derzeitigen wichtigsten Gegenmaßnahmen wie folgt:

1) Führen Sie technische Schulungen für Bediener durch, verstehen Sie zuerst die Eigenschaften von bleifreiem Lötkolben in der Theorie und machen Sie vollständige Vorbereitung im Bewusstsein.

2) Der elektrische Lötkolben mit PID-Temperaturregelung stellt die Stabilität und Richtigkeit der Temperatur des elektrischen Lötkolbens sicher.

3) Wählen Sie den Lötdraht. Sn-Ag-Cu-Lötdraht wird bevorzugt, bei dem der Gehalt an Ag 1%, nicht unbedingt 3%~4% betragen kann. Der Durchmesser des Lötdrahts kann dick oder dick sein, und Sn-Ag-Cu-In-X Lötdraht kann bei Bedarf ausgewählt werden.

4) Übung der operativen Fähigkeiten. Fügen Sie während des Schweißens dem Basismetall für eine bestimmte Vorwärmzeit (in der Regel nicht mehr als 3s) Löt hinzu und seien Sie aufmerksam und vorsichtig während des Betriebs.


Workflow des Reflow-Lötens:

Stufe 1: Die Temperatur muss mit einer Geschwindigkeit von etwa 3 ℃ pro Sekunde ansteigen, um das Sieden und den Tropfen des Lösungsmittels im Zinngeschall zu begrenzen. Wenn die Temperatur zu schnell ansteigt, kocht das Lösungsmittel, was dazu führt, dass das Metallpulver im Zinnblau überall spritzt und nach dem Abkühlen und Aushärten kleine Zinnperlen bildet, was die elektrische Leistung des Produkts beeinträchtigt. Darüber hinaus sind einige elektronische Komponenten temperaturempfindlich. Steigt die Außentemperatur der Komponenten zu schnell an, platzen die Komponenten.

Stufe 2: Der Fluss ist aktiv, und die chemische Reinigungsaktion beginnt. Die gleiche Reinigungswirkung tritt für wasserlösliches Flussmittel und waschfreies Flussmittel auf, aber die Temperatur ist etwas anders. Zu diesem Zeitpunkt zerstört der Fluss in der Lötpaste schnell das Oxid auf der Oberfläche des Schweißmaterials und die Anti-Schweiß-Oberfläche des fr4-PCB-Pads, wodurch das Schweißende der Komponente vollständig mit dem fr4-PCB-Pad in Kontakt kommt.

Stufe 3: Die Temperatur steigt weiter an, und die Lötpartikel schmelzen zuerst separat und beginnen den "Rush"-Prozess der Verflüssigung und Oberflächenzinnabsorption. Auf diese Weise alle möglichen Oberflächen nach oben abdecken und Lötstellen bilden.

Stufe 4: Diese Stufe ist die wichtigste. Wenn alle einzelnen Lötpartikel geschmolzen und zu flüssigem Zinn kombiniert werden, Die Oberflächenspannung beginnt, die Oberflächenrichtung des Lötbeins zu bilden. Wenn der Spalt zwischen dem Bauteilstift und dem fr4 PCB Pad exceeds 4mil, it is very likely that the pin and Pad will be separated due to the surface tension, die das Feld öffnen wird.