无铅焊接的现状和课题PPT课件.ppt
《无铅焊接的现状和课题PPT课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《无铅焊接的现状和课题PPT课件.ppt(43页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、The Leader for Superior QualityCS Management Center无铅焊接的现状和课题The Leader for Superior QualityCS Management Center三星的无铅化推进经过RoHS指令自2005年4月开始实施量产认证制(使用100项目的Check List)国内事业所:12家 海外法人:32家合作公司:182家 全部100结束认证CS经营 中心200120022003支援部门2004200520062000Mecha研究所PBA可靠性规格修改制定设计指南Solder/Flux 资源材料规格修改确定部件管理标准Lead Fr
2、ee辅材料可靠性评价Flow solder作业性研究实施量产认证制Lead Free替代辅材料选定作业条件最佳化(TestBoard)PCB Ass可靠性评价GBM量产开始Sn-Ag-Cu系列,Sn-Cu系列焊锡Sn-Zn系焊锡:流动装备:混装装备VCRCD-R:回流装备TVPrinterPCCDMAHDD量产引进现状The Leader for Superior QualityCS Management Center东芝引进无铅现状自2004年12月开始引进到生活用机器上。正在推进向产业用机器的引进工作。TV适用于家电、生活机器上,(插入装备为主)烹调机对象产品 PC医疗用品适用焊锡2001
3、20022003年度2004向家电、生活机器扩大(表面、混装装备)向办公、流通机器扩大向所有产品(包括产业机器)展开VPE 目标电路板技术集适用手册 HDDCATV照相机 POS手机条形码打印机测试仪20052006RoHS指令对应(废除所有焊锡):流动装备:回流装备:混装装备照明仪器低价、低温化RoHS指令2000自动检票机包裹筛选机Sn-Ag-Cu焊锡(部分 Sn-Ag-B-I焊锡)Sn-cu系、Sn-Zn系焊锡空调冰箱洗衣机The Leader for Superior QualityCS Management CenterSn-Pb共晶Pb-5SnAuSn-Pb共晶Sn-PbAg-Pd
4、Sn-Pb共晶Sn-Pb共晶Sn-PbSn-Ag系AuSn-AgSn-ZnSnSn-Ag-CuSn-Ag-Bi-InSn-Zn-BiSn-Ag-CuSn-Cu系Sn-ZnPdSn-AgSn-Bi装备部件印刷电路板焊锡材料流动装备(插入装备部件)回流装备(表面装备部件)芯片线头镀金电容器焊锡bump电路板电极处理芯片电极修理锡膏焊锡谷Si(FC)用于电路板装备上的焊锡材料现行无铅The Leader for Superior QualityCS Management Center环境问题:毒性小成本:较低合金特性:Sn-Pb共晶 (可湿性、材料特性等)合金熔点:200左右接合可靠性:Sn-Pb共
5、晶 (境界面反应、装备质量等)无铅焊接要求特性Sn-Pb共晶Sn-9Zn共晶Sn-3.5Ag共晶Sn-0.7Cu共晶Sn-57Bi共晶(138)Sn-51In共晶(118)Sn-Pb共晶Sn-Ag系Sn-Cu系Sn-Zn系焊锡合金熔点183221227199机械特性可湿性 材料价格 现有水平已适用于产品正在开发已适用于产品The Leader for Superior QualityCS Management Center无铅候补组成和特性(回流)Sn-3.0g-0.51.0Cu(熔点:217)专利问题在千住金属/斯佩拉/爱荷华大学之间解决 热疲劳特性、高温放置特性基本上没有问题,可以确保很高
6、的接合可靠性。虽然焊接温度稍高一些,但是量产性优秀,组成产品适用的主流。Sn-3.5Ag-0.53.0Bi-3.0In(熔点:210214)日本、美国、三井金属拥有专利(没有问题)热疲劳特性、高温放置特性基本上没有问题,但是可靠性略低于SnAgCu。熔点低于SnAgCu,曾经在低耐热性电路板上采用过。Sn-8Zn-03.0Bi(熔点:197199)千住金属、东芝等申请专利(几乎没有问题)能大幅度降低回流温度,NEC公司在笔记本电脑中采用。很容易氧化,所以还存在氮回流对应和粘贴稳定性方面需要解决的课题。The Leader for Superior QualityCS Management Ce
7、nterSn-3Ag-0.51.0Cu(熔点:217)专利问题在千住金属/斯佩拉/爱荷华大学之间解决可在日常焊接温度(Max245)中进行焊接Sn-Cu系(0.3Ag,Ni)(熔点:227)SnCuNi由日本斯佩拉,SnCuAg由千住金属拥有专利虽然焊锡可湿性较低,但是材料费便宜。很少发生Dendrite。Sn-9(熔点:199)日本一些制造商已采用量产,NEC、SONY等正处于评估阶段。需要在高浓度氮环境中的焊接无铅候补组成和特征(flow)The Leader for Superior QualityCS Management Center材料选定熔点机械特性产品验证批量生产接合可靠性验证
8、界面反应热疲劳特性制造性验证助焊剂选定程序差额产品可靠性功能验证接合部的热疲劳解释(例)动机选定焊接温度温度剖面图 (例)比率抗拉强度液状温度固体状态温度0246810含量()050100抗拉强度240220200180160比率()02040Sn-Ag系的Bi添加的影响接合部的截面解释(例)0501001502002503000100200300时间(s)焊接温度()183214SnAg系SnPb共晶无铅化的基本阶段(回流焊)The Leader for Superior QualityCS Management CenterSUS 316材的变更,表面处理Resistor 设计、清除Pb镀
9、层SnCu系 Wave,强制冷却对策Sn Reflow,Dip 镀金Sn镀金法,接合应力5.Whiker(Connecter)PbBi 偏析,电路板变形保護保護 Coat,材料材料 變更變更清除Pb镀层对策水粉水粉 吸着吸着,屬屬 Ion化化SnPb 低熔点层形成原因回流不良Ion-Migraion4.Fillet 熔融,溶解区分SUS 304 Sn LeachingAg 偏析,凝固时间差异原因Wave不良Wave Solder Pot Erosion1.Dendrite区别Solder FilletSolder FilletLandLandIMCIMCSolderSolderHeaterHe
10、aterSUS304SUS304 代表性不良和对策现状混載共同Lift-offThe Leader for Superior QualityCS Management Center现象在焊锡容积大的地方发生的裂痕在最终凝固的地方发生 原因 凝固时由于拉拽而发生固体和液体共存领域宽。即,从摆脱共晶到凝固需要时间,树枝状结晶(Dendrite)就会变大。在冷却速度慢,到凝固为止需要时间时发生。对策迅速冷却。(/秒)Sn-Ag-Cu DendriteThe Leader for Superior QualityCS Management Center凝固-Sn232Sn-Ag-Cu217首先-Sn凝
11、固,然后共晶焊锡填充缝隙。表面凹凸不平,能看到Sn的结晶。白色化 最终凝固时由于没有确保体积而发生了裂痕。焊锡在熔融状态下体积更大。Dendrite(树枝状结晶)的发生原理The Leader for Superior QualityCS Management CenterDendrite(树枝状结晶)和裂纹的区别树枝状结晶裂纹The Leader for Superior QualityCS Management Center剥离以及land剥离现象【剥离现象】由于焊锡部分的不均衡凝固和电路板、部件的热收缩等原因,焊接部分分离的现象在Sn-Pb镀金线头上最为明显。【对策】迄今为止还没有可完全
12、抑制剥离的手段,要在温度周期测试评价中进行判断。部件、电路板的无铅化。剥离外观和判断【land剥离现象】在没有发生剥离的地方,land从器材掉落的现象有时也会出现电路板配线短路的情况。【对策】提高线膨胀系数(厚的方向)小的电路板、land紧密性,land直径变大。可采取过电阻等对策land剥离部分截面The Leader for Superior QualityCS Management Center 剥离现象很容易发生在Sn-Pb镀金线头上。在无铅镀金线头上(Sn-Ag),如果在solder bath内混入Pb时,发生概率就很高。在部件面一侧明显能够观察到。剥离发生率和Pb混入量的关系Sn-
13、0.7Cu Sn-3.5Ag-0.7Cu0204060801000.00.20.40.60.81.0Pb 混入量(wt%)発生率 (%)Sn-Ag镀金线头Sn-Pb镀金线头0204060801000.00.20.40.60.81.0Pb 混入量(wt%)剥离发生率(%)Sn-Ag镀金线头Sn-Pb线头The Leader for Superior QualityCS Management Center剥离发生率和凝固温度范围的关系凝固温度范围的扩大(Pb,Bi的混入)剥离发生率的增大02040608010045678凝固温度范围 (K)剥离发生率(%)Sn-3.5Ag-0.7Cu Sn-Ag镀
14、金线头Sn-0.7Cu Sn-Ag镀金线头The Leader for Superior QualityCS Management Center根据EPMA的焊锡接合部Pb浓度分析焊锡Fillet前端截面的Pb浓度分布分析结果(Sn-3.5Ag-0.7Cu Sn-Ag镀金线头)在发生剥离的接合部上,在焊锡/Cu land境界面附近Pb微偏析 估计Pb的微偏析部分凝固最慢。Sn-Ag-Cu-0wt%Pb Sn-Ag-Cu-0.4wt%Pb Sn-Ag-Cu-1.0wt%Pb 没发生剥离 发生剥离PWBLeadSolderCu landCu land焊锡面部件面 发生剥离焊锡Cu landCu l
15、and焊锡The Leader for Superior QualityCS Management CenterComponents部件部件部件部件ComponentsComponentsComponentsComponentsComponents焊锡Cu land境界附近凝固最慢剥离剥离的发生原理在焊锡Cu land界面附近 Pb微偏析:凝固部热Components热热从接触到部件线头和外部空气的焊锡开始凝固从凝固部向熔融部排出Pb:熔融部部件部件部件在Solder base,部件外镀金中,在焊接结合部混入Pb焊锡的凝固温度范围扩大线头电路板焊锡Culand部件面焊锡面部件Pb剥离由于电路板
16、热收缩等原因,应力集中。在熔融焊锡Cu land境界面附近发生剥离The Leader for Superior QualityCS Management CenterSn-0.7Cu焊锡(DIP,Sn-Pb镀金)初期TCT1000周期后TCT500周期后TCT和剥离进行性 在接合部的截面观测中没有发现直到贯通口(through hall)内部的裂纹的进展(剥离进行性)。在其它无铅焊锡接合部上也是同样的结果。必须根据充分的可靠性评价和产品功能评价最终判断适用与否。剥离剥离剥离剥离剥离剥离The Leader for Superior QualityCS Management Center关于剥
17、离的对策方法设计不使用Sn-Pb镀金。要避免Bi的混入。电路板热收缩小的方法为宜。在land上面形成阻抗(注意已有NEC专利)扩大land面,确保强度。阻抗缩小land面,减少应力。成为积木对策。The Leader for Superior QualityCS Management Center波峰焊锡炉的腐蚀原因通过无铅化,焊锡和Sn base形成合金,侵蚀Fe。如果在旋转泵上始终有焊锡循环,侵蚀就严重。现象也发生在SUS304、SUS316上。多发生于助焊剂的整流部。多发生在加热器折弯加工内侧。曾经有过在Sn-Ag-CuSolder上以250连续发生6个月的例子。The Leader f
18、or Superior QualityCS Management Center焊锡炉的结构和发生场所虽然有程度差异,但随处都可能发生。螺旋桨螺旋桨侧面墙侧面墙底面底面舱室舱室液面附近液面附近通气口通气口轴轴加热器加热器The Leader for Superior QualityCS Management CenterErosion 发生事例螺旋桨加热器焊锡水槽The Leader for Superior QualityCS Management CenterErosion 发生和成长的结构熔融焊锡不动态保护膜不锈钢不动态保护膜不锈钢的内在缺陷缺陷中混入焊锡不锈钢内部缺陷区域扩大潜伏期缺陷区
19、域进行由于内在的缺陷和外部因素,保护膜被破坏。dc/dtK(A/V)(Cs-C)C:反应时间 t(s)最终溶液中的溶质浓度K:净水、A:固体和液体的接合面积V:溶液的容积,Cs:溶液中的饱和溶质浓度The Leader for Superior QualityCS Management Center确定事项发生的地方各自不同,无法一概定论。温度、流速、压力或助焊剂会加速侵蚀。316 比SUS304涌出速度慢。(c的效果)Fe不会引起各部侵蚀。(均匀侵蚀)表面处理会延迟侵蚀开始时期。根据氮化处理方法,也有不起效果的时候。在外部缺陷或保护膜强度较弱时,表面处理不会起到效果。现在对发生侵蚀的原理的解
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 焊接 现状 课题 PPT 课件
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【可****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【可****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。