在PCB拼装中无铅焊料的返修
摘 要：由于潮湿性和芯吸性缺乏，所以，无铅焊接的返工是比较困难的，因而为各种不同元件的无铅焊接而开发研制出成功的返工和拼装办法。
返工是无铅 PCB 拼装的批量生产工艺中的一个重要组成部分，在开端的过渡时期，当供应链上的每个环节构成信息曲线时，特别如此。可是，由于需求保修，所以在整个产品的寿数周期规模内仍存在着返工的问题。
人们发现，无铅焊料合金一般不象 Sn/Pb 焊料那样易于潮湿和芯吸，因而，无铅焊料的返工是较困难的，其在 QFP 中的运用便是一个显着的比如。虽然存在着这些差异，经过运用焊剂凝胶、笔式焊剂和芯吸焊料等已为用于象分立元件、面阵列封装等不同元件的无铅焊料（Sn/Ag/Cu 或 Sn/Ag ）开宣布成功的返工办法（即手艺和半自动）。大多数用于 Sn/Pb 的返工设备仍能够用于无铅焊猜中。有必要对焊接参数进行调理，以便适用于无铅焊料的较高的熔融温度和较低的可潮湿性。 Sn/Pb 返工中选用的其它防备办法（如必要时的板子烘干）仍适用于无铅焊料的返工。研讨标明，运用恰当的返工工艺能够制造出具有恰当粒子结构和构成的金属间化合物的牢靠的无铅焊点。
特别要注意削减返工工艺对焊点、元件和 PCB 带来负面影响的或许性。由于焊接温度的上升，层压资料、玻璃纤维和 Cu 之间的 Z 轴热膨胀系数（ CTE ）不匹配，给 Cu 层上施加了更大的应力，就有或许呈现镀覆通孔中 Cu 的开裂，然后导致毛病的发生。这是一个适当杂乱的问题，由于它是由许多变量而决议的，如象 PCB 层数和厚度、层压资料、返工温度曲线、 Cu 布局和导通孔的几许形状（如孔径比）等。要确定在什么样的条件下层压资料（如高的 Tg 、低的 CTE ）才能够代替传统的 FR4 ，满意无铅焊接的要求，还有许多的作业要做。这并不是说较低本钱的资料（如 CEM 、 FR2 等）不能够用于无铅焊接中。事实上，在批量生产中这些办法得到了运用，并在每一例运用根底上对运用状况进行检查。有必要对返工对焊盘和掩膜粘性的影响进行仔细的*估。
相同，还应对返工对元件牢靠性的影响进行仔细的研讨讨论。翘曲和脱层是其间一些或许呈现的问题。最近发布的 IPC-020B 规范指出应将返作业为无铅焊接中较高温度元件额定值的要点加以考虑。
电化学的牢靠性是应考虑的另一个重要问题。当焊剂残余物溶解于板子上的湿气冷凝时，在电偏置下面的导体踪影之间会发生电化学反响，然后导致外表绝缘电阻（ SIR ）下降。假如发生电搬迁和枝状成长的话，由于导体踪影之间构成“短路”，就会发生愈加严峻的毛病。电化学的牢靠性由免清洗运用中焊剂残余物反抗电搬迁和枝状成长的性能来决议。因而，有必要实施以 IPC （依照 TM-650 2.6.3.3 ）为根底的 SIR 测验或 Telecordia 测验，为保证返工运用的焊剂和再流焊剂 / 波峰焊剂和返工的焊剂之间的恣意反响物不会给免清洗运用带来电搬迁和枝状成长的危险。
“元件混合”的问题是涉及到保证质量的特别问题，特别是在这种技能的过渡时期。经过对无铅焊料的铅对长时间牢靠性的影响的开端研讨阐明，由于焊点中铅的含量不同，所以影响也是不同的，当铅的含量在中心值规模时其带来的影响是最大的，由于在继续凝结的枝蔓间锡晶粒间界中偏析相的构成（例如；粗糙的铅粒子），在这个方位上开端裂缝，并在周期负荷下延伸。例如；其显示出 2~5% 的含铅量就会给无铅焊料的疲惫寿数带来晦气的影响，可是，其或许不会比 Sn/Pb 焊料的作用差。因而，假如运用无铅焊料返修含铅的板子的话，从焊料的视点而言，无铅焊料和 Sn/Pb 焊料混合到一同的牢靠性或许不会影响 Sn/Pb 焊料。可是，温度对元件的影响（特别是塑封元件）是一个值得重视的问题。另一方面，用 Sn/Pb 焊料返修无铅焊料的板子构成的焊点的牢靠性或许不如其它板子上的无铅焊点的牢靠性那样好。
就供应体系而言，在过渡时期，应将用于无铅焊接的焊烙铁和焊接资料（芯式焊料、焊剂凝胶等）做上清楚的符号是很要害的。有必要对操作员进行无铅返工工艺和查验方面的训练。很多的返工和较高的资料本钱将会给总本钱带来直接的影响。
