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【水印】【水印】了解和控制鉛(了解無鉛)
對lead =JtO a{，
1.對鉛的理解。a{}W RkGA
1.1鉛的物理性質。，pOmH2N5u
1.1.1鉛是灰色重金屬。！sj % D * | & amp
1.1.2鉛具有良好的屏蔽性能，X、β等輻射射線都可以被它屏蔽，所以核反應堆的材料都用鉛盒包裝，防止輻射泄漏。8iSUSk\V
1.1.3鉛粉附著力強，固體硬而脆，分子擴散性和滲透性強。！' P*Nn '
1.1.4鉛有毒。當血液中的鉛濃度達到25mg/DL時，就會危及生命。如果長期接觸皮膚水腫，嚴重時會導致皮膚癌變。，4F _ _ & amp5H
1.1.5鉛等化合物對人體和環境有害；第4b章]TT
1.2鉛的化學物質$ zw \ k
1.2.1鉛存在於自然界。埃爾|埃蒂
1.2.2鉛的化學符號是Pb，英文單詞是Lead，屬於主族元素，即ZVA族，原子序數為82，最外層電子數為4；z3AYnH` & lt
1.2.3壹般來說，Pb的化學性質不是很活躍，但在壹定條件下，可以轉化為“+2”和“+4”價的化合物，如PBO PBO2。bk =lpX|b
使用1.3鉛和其他化合物:xe)RM # k >；
1.3.1 Pb常用於印刷電路板的油漆、油、塗料等可溶性塗料中。& lt9NrAu\
1.3.2 Pb化合物廣泛用於各種油墨，電池和汽油也有使用。+U(！\5
1.3.3鉛和其他化合物也用於電子陶瓷零件、光學玻璃和濾光玻璃。Y63RLB\koN
1.3.4化合物容易用於合金，如焊料。O: INX[i
@ Y & lt$sFg}w
鉛化合物Pb -KI`Y]/)
鉛以天然金屬的形式存在於地殼中，大部分來源於燃燒原油、礦藏和人工制造。鉛用於油漆和染料的生產，以及電池、軍火和金屬產品(焊料和管道)的制造。壹旦鉛進入土壤，它通常會留在土壤的顆粒中。因為鉛無法消散分解，所以沈積的粉塵和土壤中的鉛應該會成為長期的鉛汙染源。！ih}lA~=F
3Q^xN5
壹些重要的鉛汙染已被確定，如含鉛油漆、因油漆剝落、風化和粉化而形成灰塵的鉛；漂浮在空氣中的鉛；和廢物處理是最接近人類的潛在鉛汙染源。兒童和胎兒往往最容易受到汙染攻擊的因素包括:1)胎兒和新生兒發育中的神經系統對鉛的神經毒性特別敏感；2)兒童胃腸系統對鉛的吸收效率高於成人；3)鐵和鈣是保護兒童的元素，食物中缺乏它們會促進鉛的吸收。NNi1m5G-S
Md5b^^？五
無機鉛在我們體內無法代謝，而是直接被吸收、擴散、排泄。主要分布在血液、軟組織(腎臟、骨骼、骨髓、肝臟和大腦)和心臟礦化組織(骨骼和牙齒)三個部分。在人體內的總鉛含量中，骨骼和牙齒約占95%。鉛在人體內的壽命與其殘留的組織有關，最短25天，最長25年以上。骨骼中有壹些不穩定的成分，使鉛迅速與血液和代謝池進行交換。代謝池中的鉛危害極大，因為它是潛在的重要鉛汙染源。. d0SRzW
我& ampm/c a
鉛可以影響我們身體的幾乎每個組織和系統，尤其是中樞神經系統，尤其是對兒童而言。其他副作用包括阻礙神經和身體的發育，減少血紅素的原始合成，改善聽覺閥，降低血清維生素D水平，以及損害腎臟和生殖系統。在高鉛汙染的情況下，可能會降低反應時間，引起四肢、手腕、腳踝無力，還可能影響記憶力。接觸鉛對年輕人和未出生的胎兒尤其危險。其破壞性影響包括早產、新生兒體型小、嬰兒智力下降、學習障礙和發育遲緩。根據標準67/548/EEC，大多數鉛化合物對生育能力有害，對環境有害和危險。標準89/677/EEC和91/157/EEC限制了鉛的使用。:9|.51ha I
無鉛焊料。鑒於上述情況，我們有必要控制鉛。{g}wW J
1.無鉛焊料h2 E@p~W在錫爐中控制
1)建議控制錫爐(如SAC305或SAC 405)中銅的含量:0.3 ~ 0.9%；XC|)Qci5s
2)使用新錫條或75Sn/Ag和96 Sn/Ag調整銅含量；@u]%？C@]，
3)定期做金屬雜質測試；付款交單；_'
4)密度低——能在Sn/Pb中漂浮的材料，如零件、工具等，可能沈入錫中，造成汙染；& lt_aS8p
2.焊機損壞6\LRB6H/7
1)不是每個錫爐都被腐蝕；V5OI & amp間接尋址
2)錫爐蓋鍋時，鐵的溶解汙染錫；7%ZArJDlk
3)使用具有腐蝕性的不銹鋼，如316型；teh6p
4)不銹鋼有防腐塗層；L^xnh9|z
5)使用較低的焊接溫度，如2600C 73K 50:cB。
3.目的地pad x"T{zBGl
錫剝離盤可以是用於吸收過多錫的附加墊或更大的墊；ED 5\pn
4.用原來的63/37錫爐=c0！aL _Q
順時針[t
68IX~+%1Z
1)排出63/37錫；v 79.p4 & gt
2)嘗試在無法到達的地方移除所有錫(難度、人力)[M|4$d
3)用純錫清洗出料；X4l)/{)先生
4)加入無鉛錫；nVKiJe
5.為什麽無鉛成本更高？16!& amp問題
1)金屬價格上漲:$ & NWd3D，6h
最初的37%的鉛被錫或其他更昂貴的金屬所取代；|O# '
2)密度4m &；{Xe
-無鉛錫密度低(約低20%)，生產成本高；8?壹個W`L
3)生產成本為3U3
-由於熔點較高，能源成本較高。合金化時，所需溫度也提高；qQ[^gTjl]
4)專項費用為59av.0h
-大多數無鉛焊料需要支付約4%-8%的專利費；g:。snx $ " & lt
6.索尼正式批準的無鉛焊料}20rE]
合金305(Sn/3.0Ag/0.5Cu)，索尼總部自2006年4月起批準所有生產部門使用SAC305Ye，t = OD。
在此基礎上，對上述焊料的實用性和可靠性進行了兩次驗證。通過測評，為了最後不只有壹個選擇，增加了三種推薦合金供選擇。如表1所示？liWZy
美國推薦用於表面安裝的三種合金
表1 V: FCS' h
合金類型，液相線，固相線，適用範圍，註意事項。=W
Sn-58Bi 1390C(***水晶)家用電器和手機可以低溫安裝，是***水晶，但是有耐用性和發熱的問題。用於表面貼裝，比錫鉛合金具有更好的抗熱疲勞性能。比CPGA-84A好，比CDIP-20差。OE+/0
Sn-3.4Ag-4.8Bi 2100C 2050C在00C至1000C範圍內優於Sn-Pb***晶體焊料，用於家用電器、便攜式電話、宇宙、航空和汽車的表面貼裝，在-550C至+1250C範圍內優於Sn-Pb。用於熔焊，大多數情況下是分開的。Sn-3.0 ag-0.5 Cu-Hu 2210C(* *晶體)家用電器、手機、宇宙、航空汽車表面安裝的00C至1000C的晶體與Sn-Pb***，相同，但-550C至1250C的晶體較差。Sn-2.6Ag-0.8Cu-0.5Sb的可靠性尚不明確。W & amp[qn[f/
`^7bc_,L
從篩選結果來看，作為Sn-57Bi***晶體合金，由於Bi資源的稀缺性。不能選作標準焊料。但是，能在2000C以上使用的焊料是非常寶貴的。因為這種焊料作為主要材料已經使用了20多年，所以我們可以將其用於特殊用途。= l . I；t8Y$Y
此外，還取得了其他壹些成果:-T}Wylup。
1)存放無鉛焊料的合適物件；' C55hqg '
2)控制合金成分可以影響其價格和供應。l %；[ r|
S//Rle[
！lm78Of{T
& amp@,
p2(Fp)0
+S#W6N}
3)選取數據庫中的7種合金，按遞減法與Sn-Pb * * *晶體合金進行對比；zTbkk'/
表2 8yX*MX[6
候選無鉛合金的類型和註意事項Kc4Hz1:
工藝方法，合金類型的註意事項，fm9NJ作業評估
錫銀系統的波峰焊接:*q*q^？D5
錫-3.5銀、錫-3.5銀-0.5銅；M~？-51w
錫銅系統；q4= " /u
錫-0.7銅氫(|fKt+
添加微量元素(銀、金、鎳、鍺、銦等。)在將鍍Sn-Pb合金的組件焊接到基板上時，上述合金容易擡起、脫落和剝離。需要註意的是，如果是單面焊接，也可以加Bi。EUAe(
' Re |W9D '
流量# &？總部“%A
焊接高溫系列sn-agvm & amp；！t]；
錫-3.5銀-0.5銅釩氧化物
錫-(2-4)銀-(1-6)鉍；或者隨著熔點溫度的升高在這些合金中加入1-3%的In，必須控制回流焊溫度。特別註意鉍或錫鉛合金塗層的適用性
中溫系列錫鋅系列；db^ DHxC
註意Sn-9Zn和Sn-8Zn-3Bi在特殊腐蝕環境中的適用性。特別註意IC的存在。-4[1[]c03 |
以確保使用銅作為電極時的加熱性能。希望用Ni/Au做鍍層時，要鍍到壹定的厚度。\\\|0cji
低溫系列錫鉍系統XTm=X=
必須註意Sn-1Ag-57Bi和{I"9應用範圍的Sn-Pb合金鍍層。
手工焊接錫銀系統；sp？[Ujxl
錫-3.5銀-0.5銅；？I5美元:7英鎊
Sn-Cu，Sn-Bi註意不同成分焊料的使用環境和選擇範圍2L:KSDsdx。
以上總結列出了無鉛焊料的本體、特性以及使用中的註意事項。其中，Sn-Ag-Cu焊料是作為第二代標準焊料的最佳候選。通過歐美的研究，證明這種合金性能最穩定，因此被國際公認為標準焊料。bOQju & gte
7.飛利浦要求無鉛錫:焊錫，SAC405；電線-R-15 SAC405，焊劑-RF 800；|4sNH
PASTE-OM310 SAC405，接觸時間—主波3-3.5秒[/L%E }[W
YuvBNQH@
無鉛焊接:無鉛制造]R？1 & lt；6英寸3牛
下面將描述如何開始無鉛生產、測試工藝以及對整個工藝進行必要的更改...u]1 & amp；
無鉛制造HD \ r $ w
對於無鉛工藝，這些必須在開始無鉛焊接之前準備好。例如，在波峰焊中，必須更換焊接。。|~T13w。Z
其次，啟動無鉛工藝需要壹個好的計劃，必須提出關鍵問題，比如“我們可能會遇到哪些焊接缺陷？””“接受和拒絕的標準是什麽？焊料中的“他”允許汙染到什麽程度？“N？Q72六
回流焊設備yh _ s {q * 5
ys9tKIuo
WHj8f]]
Dt fpi
4~=-T
通量流量管理1mU~，W.9
無鉛回流焊中，無鉛焊料影響工藝溫度，所以影響加熱溫度曲線。由於溫度較高，焊膏的化學成分不同，焊接時會蒸發出不同的殘留物。為了保持機器清潔，減少維護停機時間，需要壹個合適的通量管理系統。在開始無鉛回流焊工藝之前，必須安裝並測試該系統。)4_`=0H
控制冷卻達到優化溫度曲線1？6SkDBi
在無鉛焊接中，推薦使用受控冷卻系統，因為壹旦熔爐具有適當的冷卻能力，就可以確定高於液化的時間、晶粒結構和板的溫度。自然需要更多的室溫風扇。建議使用先進的直接送風、完全集成和散熱系統。該系統旨在以較低的氮氣消耗量提供良好的冷卻效果。通過循環蒸餾水和丙二醇的混合物來冷卻系統。這種環保混合物不需要頻繁更換。AHEL#板的處理，(PE{4 +"i
由於爐內溫度較高，鋼板容易翹曲。可以在爐中安裝板的支撐以保持板更平，結果減少了缺陷。c9"0@hcg
波峰焊材料和設備；%;：
預熱優化Yys]a5/
由於工藝溫度高，無鉛焊接需要與含鉛焊料不同的助焊劑。焊劑的類型將決定哪種預熱配置最適合該工藝。如果使用水作為助焊劑溶劑，建議使用應時棒式加熱器在第壹個預熱區快速加熱電路板。在第二和第三區，可以使用強制對流加熱模塊在PCB進入峰值之前蒸發掉焊劑中的水。)-IP%Fw9X/
選擇配置靈活的波峰焊機。預熱模塊應易於更換，以找到每個單獨過程的最佳安排。VW1_cGT
焊料替換8；b\ #
用無鉛合金替換錫/鉛合金需要的不僅僅是將錫罐放電和重新填充。所有的鉛必須從焊料槽中完全移除。任何剩余的鉛殘留物都是無鉛合金，因此超出了規格範圍。考慮到最大允許鉛含量不超過0.2%。換合金的時候壹定要小心。0"`-n0pTA
必須嚴格遵守焊料更換程序。首先，錫罐中的所有錫/鉛焊料必須排放幹凈。收集箱可以用來收集焊料。因為大多數錫罐都設計有特殊的腔室來幫助保持穩定的焊料波，所以這種工作相當困難且耗費人力。{IZs8BlQs
壹旦錫罐空了，就必須裝滿純錫。錫罐。包括所有輔助零件和表面，必須用錫徹底清洗。之後，錫被排出。最後可以熔化無鉛焊料。[商務英語
還必須調整系統的控制軟件，以防止對葉輪的任何損壞。特別是必須提高葉輪的啟動溫度，否則在焊料沒有完全熔化的情況下，葉輪可能會旋轉。_ ND `H0 & ampQ
另壹種方法是用壹個新的錫/鉛錫罐替換它。交換錫罐的壹個好處是錫罐可以作為失控行動計劃的壹部分被交換回來。還有錫壺，錫壺還有非無壺焊接的產品。|gXdWxV
材料兼容性0mH！。D
目前我們所知道的是，由於無鍋合金含錫量高，錫鍋零件經常使用的不銹鋼304已經不能使用，因為這些零件在無鍋生產幾個月後就損壞了。QoPcmnn
焊接機的零件可能需要使用更耐腐蝕的不銹鋼316。這種材料對於那些焊接速度低的錫罐零件來說已經足夠可靠了。對於其他零件，可以在SS316和葉輪上使用特殊的防腐塗層。ei _ N ~ U；d
@`#E#A:`%Q5U
sv7b|！大約3A
5{+ PMUJ
用不銹鋼代替鈦來制造那些極端條件下的零件。部分原因是鈦的成本高，用鈦制造這些特殊零件需要很高的技術水平。@Y？6jEJ
右側是經過特殊塗層的葉輪QY W T >；T
這些防腐塗層是首選，而不是陶瓷塗層。由於其出色的硬度(+/-2000維氏硬度)和光滑的表面，焊料不會粘附在金屬上，這使得任何有塗層的部件都非常容易清潔。“j _ IC～+0
對於錫本身來說，使用鋼是因為它具有優越的導熱性。耐熱塗層防止鐵熔化成焊料。我們註意到，無鉛合金中鐵的熔化速度決定了以下因素:；5^DnE6
使用的材料；tQ'ZEajhK
使用無鉛合金；j/11B
焊接速度；#f！)N*E
汙染程度；WlJF9V+
與傳統的錫/鉛焊接工藝壹樣，無鉛合金中會溶解大量的金，溶解速度取決於基體材料、焊料成分、焊料溫度和焊料流速。如果某種特殊金屬已經出現在無鉛焊接中，那麽這種金屬的溶解率很低。對於無鉛焊料來說，三大主要汙染是鉛、銅、鐵和鉛。4xu3ul & lt-丙
未來幾年將使用無鉛焊料，但元件和電路板的表面塗層將含鉛。因此，任何含有鉍的無鉛合金都會從表面塗層中吸走鉛，導致焊料的熔點不同。原始合金1790C的熔點提高到“新”錫/鉛/銀合金的218-2110C的範圍。b9TPZL。Y[
銅汙染` NP8+a(
高錫合金吸收銅的速度比低錫合金快，無鉛合金中銅的含量決定了銅的溶出量。從錫/鉛工藝中，我們知道0.2%或更高的銅含量會導致錫橋增加等問題。錫/鉛中允許的最大銅汙染量壹般為0.3%，在某些錫/銀合金中也是最大的。錫/銀合金中的高錫含量(96.5%)導致生產過程中銅含量水平快速增加，尤其是在具有大量銅焊盤的電路板上。有些工藝四五個月後會超過規格。在錫/鉛峰顯示連接中，我們不能再從錫/銀/銅合金中吸收銅。銅穩定在1%。k]zEI & lt；+S*
鐵的汙染cQ=Q~1d|
鐵在錫/鉛中的溶解速度很慢。與無鉛合金相比，數量約為無鉛合金的10倍。比如某工廠，錫/銀/鉍/銻焊料的汙染是0.002%鐵。；。\*ApN
壹般兩個無鉛波峰焊工藝都涉及汙染。首先，壹些使用無鉛焊料的公司會經常檢查合金的化學成分。大約壹年後，他們發現汙染或多或少穩定下來了。如果液位仍在其規格範圍內，控制量之間的間隔將會增加。2 & gt& amp！r！Z
相比之下，其他工藝確實擔心焊料汙染。有些使用錫/銀合金進行焊接，這種合金對銅的吸收非常敏感。持續超出規格會讓公司尋找替代品。BJKVG\qMR
剩下的問題是，什麽樣的汙染水平是允許的？因為合金化學成分的變化，熔點會漂移，熔程會增大。有時，焊料中會出現不同合金的新熔點，{ qi } m。
焊接缺陷kt] 8xg _
在無罐焊接中，會出現這種特殊的缺陷，如圓角提升和錫須，但其他缺陷，如果焊點是空心的，似乎比在錫鉛工藝中出現的更多。到目前為止，無鉛焊點中的缺陷還沒有國際標準，這使得定義什麽是可接受的更加困難。agMq_pA
Uic C
7hU(anht
；+`B0R\k
& gtwjk \ dP & gt；
A.Hh & amp\
JvK & gtl_，\
焊腳上升4of | U6i
焊腳提升是指在冷卻階段將焊腳從鍍PTH通孔周圍的銅焊盤中分離出來。焊腳上升的主要原因是合金化合物、焊盤和板厚度之間的不匹配以及材料的熱膨脹系數。含鉍合金結合鉛汙染，出現焊腳上升。然而，在其蛇形合金如錫/銅上觀察到焊腳的上升。雖然可以預料焊接接頭的可靠性會降低，但在大多數情況下，溫度循環試驗也表明是好的。錫/銀/鉍/銻焊點強度非常好，顯示溫度循環次數高。所以，再加上無鉛焊接電子組裝標準的缺失，很多公司在產品上接受焊腳。d
空^gCIB ~
無鉛焊接過程中的空洞數量正在增加，尤其是當使用水基無VOC焊劑時。空腔的直徑範圍從10毫米到1毫米.壹般來說，間隙不影響焊點的可靠性。然而，大的空洞會降低抗裂性。空腔會降低互連電路的導電性和導熱性，導致熱故障。`-pd+。rJu？
蛀牙的形成有很多原因。空洞可能是固化過程中焊料收縮的結果。焊接過程中來自電鍍通孔的廢氣可能會在焊接過程中造成空隙。此外，空洞可能是焊接點潤濕不充分的結果。O(hFH/"
錫須3=%)Pak
純錫的表面容易受到自然晶體生長的影響。這些晶體(錫須)可以有0.5微米:微米的直徑可以增加到幾毫米。錫須可以在電鍍後甚至幾年後生長。由於尺寸和形狀不同，錫須可能導致短路。f，fX0-
錫須的生長依賴於溫度和濕度。關鍵溫度500C以上，相對濕度50%+Eh: $ L！！)
為了避免錫須，焊接過程中引入的溫度應力應盡可能低，這也是采用直線加熱回流曲線的另壹個原因。還有，錫的含量很重要；錫的純度越高，錫須形成的機會就越大。uvu98tdZ
生產啟動)E9S"U yG
在分析任何數據之前，必須進行測量。這些程序對於機器的表征和校準非常重要。需要收集數據以獲得有用的分析。可以區分變量(帶單位的測量數據)和特征(計數數據)。Y{ R04e2h
回流焊
回流工藝中的變量包括機器和數據記錄參數。機器參數包括傳送帶速度、加熱區溫度、冷卻單元溫度和水溫區。EarqY}！j & lt
數據記錄參數包括達到參考溫度的時間、高於參考溫度的時間、平均溫度、最小斜率、最大斜率、平均斜率、最小溫度、最大溫度和達到最大溫度的時間。這些特征是指焊接缺陷，如空洞、漏焊、焊球、錫橋和部件安裝。|
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