無鉛波峰焊工藝機理很簡單，也很好理解，但是要在生產(chǎn)中獲得良好的焊點，就要嚴格控制各工藝參數(shù)，其中任何一個參數(shù)設置不當都會產(chǎn)生焊接不良。目前無鉛釬料的使用，給波峰焊工藝與設備帶來新的特點。下面廣晟德波峰焊給大家講解一下無鉛波峰焊工藝的特點。

1. 較高的焊接溫度

主要的無鉛釬料Sn0.7Cu熔點(227oC)較傳統(tǒng)SnPb(183oC)高44oC，設備的可加熱最高溫度也應相應提高至少44oC，所以設備材料及結構設計必須具有良好的耐熱性，在高溫下不變形。

另外無鉛波峰焊的焊接溫度較高(一般設定為260oC)，為減少印刷電路板組裝件與波峰接觸時的熱沖擊，需要增加預熱時間。最好的解決方法是增加設備的預熱區(qū)長度，其長度由產(chǎn)量和傳送速度來決定。無鉛化后預熱區(qū)的長度由以前的90～100㎝變?yōu)?20～150㎝，增加了預熱時間。對于加熱方式來說，基本采用熱輻射方式進行預熱，最常用的波峰焊預熱方法由強制熱風對流，電熱板對流、電熱棒加熱和紅外線加熱等。

2.較長的預熱時間

預熱階段主要是蒸發(fā)多余溶劑和PCB制造過程中夾帶的水分，增加粘性，并起到活化助焊劑的作用。如果粘度太低，助焊劑會被熔融釬料過早的排擠出，造成表面潤濕不良。表2為無鉛免清洗助焊劑和水溶性助焊劑的活性參數(shù)。

對于不同的助焊劑的活性參數(shù)要求，需要的預熱區(qū)長度可能有所變化，但差別不是很大。

預熱階段干燥助焊劑也可加強其表面活性，加快焊接過程。并且基板和元器件在預熱階段加熱到100℃以上，可以降低熱沖擊，較少基板翹曲的可能。另外預熱階段可以加快PCB板及元器件上揮發(fā)物質(zhì)的蒸發(fā)，避免在波峰上引起焊錫飛濺和PCB上的錫球。

不足的預熱時間和溫度會造成焊后殘留，或許活性不足，造成潤濕性差。預熱低可能導致焊接時水蒸氣、液體助焊劑等氣體排放造成焊料球，這種情況在低揮發(fā)性有機化合物（VOC）的水基助焊劑上特別明顯。過高則會導致助焊劑在到達波峰之前就已經(jīng)失去作用，導致焊錫表面張力增大，造成橋連或冰柱。

3.大量助焊劑的使用

由于可能要使用較大量的助焊劑，所以設備必須配備優(yōu)良的抽風過濾系統(tǒng)，以最小化助焊劑中揮發(fā)物質(zhì)的污染。

4.噴霧式助焊劑涂覆方式

常用助焊劑用CFC等清洗劑清洗，其中含有的ODS（臭氧耗竭物質(zhì)）破壞生態(tài)環(huán)境，嚴重威脅人類安全。免清洗助焊劑和水溶性助焊劑解決了不使用CFC類清洗劑減少環(huán)境污染方面和解決因細間隙、高密度元器件組裝帶來的清洗困難問題，它們的使用已經(jīng)同無鉛焊料一樣，成為一種必然的趨勢。表1所示為三種不同助焊劑的物理參數(shù)的比較，分別代表傳統(tǒng)的松香基助焊劑、免清洗助焊劑和水溶性助焊劑。

5.較高的腐蝕性

高Sn含量（95％以上）的無鉛焊料在焊接溫度升高（30～50℃）的情況下，對錫爐采用的材料SUS304和SUS316型不銹鋼具有明顯腐蝕（圖1），一般為6個月，而且最容易受到腐蝕的是與流動焊料接觸的部位，如泵的葉輪、輸送管和噴口。

6.更多氧化錫渣

焊料波的表面被一層均勻的氧化皮覆蓋，它在沿焊料波的整個長度方向上幾乎都保持靜態(tài)，在波峰焊過程中，PCB接觸到焊料波的前沿表面，氧化皮破裂，PCB前面的焊料皮無褶皺的向前推進，整個氧化皮與PCB以同樣的速度移動。與Sn-Pb焊料相比，無鉛焊料將產(chǎn)生更多的錫渣(dross)，影響焊接質(zhì)量，同時也造成浪費。典型的錫渣結構都是90％的可用金屬在中心，外面包含10％的氧化物。這是因為不同溫度下SnO2和PbO的標準生成自由能不同，前者生成自由能低，容易產(chǎn)生，而后者不易。對于無鉛波峰焊設備最好配有自動刮除錫渣裝置和焊錫液面高度自動監(jiān)測裝置。

7.采用雙波峰系統(tǒng)

雙波峰系統(tǒng)前面的湍流波可滲入到所有待焊表面以保證良好潤濕后面的雙向?qū)捚讲鲃泳徛移教?，有利于保證印刷電路板在流動速率最小點處脫離焊料波峰，進而最大限度地抑制橋連(bridge)、毛刺(icicle)等焊接缺陷的產(chǎn)生。

8.Lift-off（剝離）缺陷

剝離現(xiàn)象如圖  所示，焊點與焊盤在應力的作用下開裂，焊點邊緣翹起。剝離現(xiàn)象一般在40X工業(yè)檢測放大鏡下就可以觀測到，對電性能幾乎沒有影響，但是對可靠性會造成很大的威脅。

9.焊錫成分的準確性

波峰焊中，由于焊料的氧化和母材金屬的溶解，使焊料槽中釬料的成分發(fā)生變化，偏離共晶點，導致流動性差，出現(xiàn)連焊、虛焊、焊點強度不夠，影響整機的可靠性。焊錫中Cu含量超過0.85wt%時會導致焊接不良，當Cu溶解于釬料鍋內(nèi)時，會在熔融釬料內(nèi)形成Cu6Sn5金屬間化合物，Cu6Sn5化合物相的密度為8.3g/mm3，而常用無鉛釬料的密度則為7.4g/mm3，從而形成的金屬間化合物沉淀在熔融釬料鍋的底部不易清除，縮短焊錫鍋壽命。