无铅技术在整体工艺上的影响：.doc

无铅技术在整体工艺上的影响:
事实上无铅技术的到来,从工艺的角度来说,就像是用户在准备改用另外一种锡膏一样!无铅带来的改变是工艺参数而不是工艺。
  ‘工艺’还可以进一步分为‘基础工艺’和‘生产工艺’(或称‘现场工艺’)。‘基础工艺’负责的是研究、开发或认证工艺原理、特性、和参数。而这些研究、开发和认证的方法和原理,并不会因为含铅或不含铅的因素而有所差别。‘生产工艺’所负责的是‘试制’和‘工艺调整’(也许较正确的称法应该是‘工艺补救’)。而这方面的工作方法也不会因为含铅或无铅而有所不同。
  其实无铅带来的影响,主要在于对‘技术整合’的要求严格了许多。而以目前的普遍情况看来。‘技术整合’问题处理做法,除了在技术管理、运作(流程)上普遍较弱外,其中影响较大的因素是‘设备(回流炉)’、‘DFM’和‘可靠性’。工艺上的做法并没有不同,只不过需要重新制定和整理工艺标准罢了。也就是说,如果您在使用锡铅技术中已经掌握了‘工艺’的实质的话,无铅技术的到来在‘工艺’上并不会造成太大的问题。您所遇到的是‘设备’、‘DFM’和‘可靠性’问题!工艺上所要做的,主要是把以往认证和制定含铅技术的工作重新做一次。
  不过对于许多国内用户来说,在引进无铅技术的工作上,也许‘工艺’的问题还是会存在的。甚至问题还会因为无铅的工艺窗口较小而显得更严重。这种现象的出现,原因在于好些用户并未真正掌握
‘工艺’的实质,对‘工艺’和‘工艺管理’的概念还模糊。这也是为什么一些朋友对我所说的‘没有多大不同’产生误会。因为这个原因,一些用户在引进无铅技术之前,应该尽早加强工艺方面的学****避免无铅技术到来时引起现场手忙脚乱的情况。
本文将假设用户读者在传统锡铅技术的工艺上已经有较好的掌握,进一步讨论各PCBA组装工艺上无铅带来的变化和影响。如果读者在传统工艺上仍有需要学****或帮助的,可以联系KIC(注一)公司或笔者。
长久以来,人类在焊接技术中发现和大量使用铅金属。铅不但在地球上供应量多,价格低,而且其物理特性十分适合焊接工艺。包括温度需求和润湿性等等。在焊点可靠性上,铅也提供了许多优良的作用。包括和锡的适度配合能够增加焊点的机械强度,防止锡带来的‘金属须’问题等等。当铅被去除后,新的取代合金在密度重量、熔化温度、氧化情况等方面有了改变。在回流焊接技术上,这改变首先影响锡膏的制造配方。因为以往用在含铅合金中的焊剂已经不能最有效的支持这新些合金种了。而锡膏的配方的改变,在化学和物理上的变化都对工艺产生了某些程度的影响。例如物理上的变化影响了锡膏印刷、贴片和回流焊接工艺;而化学上的变化也影响了锡膏管理以及回流焊接工艺。基本上所有工艺都产生了参数上的变化,只是某些部分(例如贴片工艺),其影响是微不足道而绝大部分用户无需进行什么调整罢了。无铅在常用的回流组装技术(即锡膏印刷
—贴片—回流焊接)中影响较大的是焊接部分,其次是锡膏印刷。以下我们就按这常用技术的3个主要工序来探讨一些产生的主要影响。
锡膏印刷工艺:
  锡膏印刷工艺的考虑可以分三部分。一是锡膏选择和认证,二是锡膏的管理,第三是锡膏印刷过程。我们分别来看看。
  我观察到国内在锡膏选择和认证中比起西方较好的企业做得少很多。一般国内的用户,只是向供应商要些样本,经过小量试验板试用或在现场情况下试用,观察后觉得没有问题后,价格和交货满意就可能通过接受了。而这种过于简单,没有认证其工艺窗口的做法常是造成后面工艺调整不良、工艺设计无法优化的主要原因之一。试用锡膏不能使用常规的产品(PCBA)和常规的焊接温度曲线(或供应商提供的曲线)来进行的。它必须是针对每种和锡膏相关的印刷、贴片和焊接的故障模式,以及故障原理来进行测试。并对各种工艺参数定下窗口(极限)后才能确认是否可以接受使用。但这种做法在国内用户中甚少见到。其实这部分的工作对于工艺掌握的好坏是十分关键的。如果读者的企业内以前并没有这类做法,我是绝对推荐你们必须去做的。以往已经有执行这方面工作的,由于无铅技术在锡膏特性上有好些改变,所以必须重新认证和制定技术规范。
  锡膏管理包括锡膏的检查、库存、使用前的回温和搅拌等等。无铅技术对于以上管理工作做法的影响很小(提醒读者,‘做法’不等于‘参数指标’,‘参数指标’是可能有变的。必须参考您在上一步选择认证工作中的结果)。也许有些用户曾听供应商说无铅锡膏不必搅拌。这说法并不全面。锡膏搅拌是为了使库存中产生物理分离或因使用回收造成金属含量偏高通过搅拌还原(或减少不良影响程度)而做的。在无铅技术中,目前所推荐的替代合金比重多轻于锡铅合金,也因此库存中分离的程度会比锡铅合金来得小。搅拌的需求也因此是可能较少的。但这并不同样的适用于使用中回收造成的金属含量渐高的情况。所以使用中的搅拌还可能是必要的。而事实经验中,只要库存时间