无铅回流焊接的特点与对策

无铅回流焊属于回流焊的一种。早期回流焊的焊料都是用含铅的材料。随着环保思想的深入，人们越来越重视无铅技术（即现如今的无铅回流焊接）。在材料上，尤其是焊料上的变化最大。而在工艺方面，影响最大的是焊接工艺。这主要来自焊料合金的特性以及相应助焊剂的不同所造成的。广晟德回流焊下面具体分享一下无铅回流焊接的特点与对策。

一、无铅回流焊升温区特点和对策

有铅回流焊接从25℃升到100℃sec只需要60-90sec；而无铅回流焊接从25℃升到110℃需要，其升温时间比有铅要延长一倍，当多层板、大板以及有大热容量元器件的复杂印制电路板时，为了使整个PCB温度均匀，减小PCB及大小元器件的温差Δt，无铅焊接需要缓慢升温。由此可以看出无铅焊接要求焊接设备升温、预热区长度要加长。

二、无铅回流焊快速升温区特点和对策

有铅回流焊焊接从150℃升到183℃，升温33℃，可允许在之间完成，其升温速率为0.55-1℃/sec；而无铅回流焊接从150℃升到217℃，升温67℃，只允许在50-70sec之间完成，其升温速率为0.96-1.34℃/sec,要求升温速率比有铅高30%左右,温度越高升温越困难，如果升温速率提不上去，长时间处在高温下会使焊膏中助焊剂提前结束活化反应，严重时会PCB焊盘，元件引脚和焊膏中的焊料合金在高温下重新氧化而造成焊接不良。为了提高助焊剂浸润区的升温斜率，应增加回流区的数目或提高加热功率。由于高温和浸润性差，要求提高焊膏中助焊剂的活动化温度和活性。

三、无铅回流焊回流区特点和对策

有铅回流焊的峰值温度为210-230℃，无铅回流焊的峰值温度为235-245℃，由于FR-4基材PCB的极限温度为240℃，由此可以看出有铅回流焊接时，允许有30℃的波动范围，工艺窗口比较宽松；而无铅回流焊接时，只允许有5℃的波动范围，工艺窗口非常窄。

在实际回流焊中，在同一块PCB上，由于不同位置铜的分布面积不同，不同位置上元器件的大小、元器件密集程度不同，因此PCB表面的温度是不均匀的。回流焊时如果最小峰值温度为235℃，最大峰值温度取决于板面的温差Δt，它取决于板的尺寸、厚度、层数、元件布局、Cu的分布以及元件尺寸和热容量。

拥有大而复杂元件（如CBGA、CCGA等）的大、厚印制板，典型Δt高达20-25℃。为了减小PCB表面的Δt，满足微小的无铅工艺窗口。回流焊炉的热容量和横向温差也是保证无铅焊接质量很重要的因素。一般要求回流焊炉横向温差<2℃，为了减小炉子横向温差Δt，除了采取更好的炉体保温措施，还可采用对导轨加热的方法。因为导轨容易散热，一般在靠近导轨处的温度箭微低一些。由于无铅比有铅的熔点高34℃，因此要求无铅焊接设备耐高温，抗腐蚀。对于大尺寸的PCB要求设备的导轨增加中间支撑。

四、无铅回流焊冷却区特点和对策

由于回流区的峰值温度高，为了防止由于焊点冷却凝固时间长，造成焊点结晶颗粒长大；另外，加速冷却可以防止产生偏析，避免枝状结晶的形成，因此要求无铅回流焊接设备增加冷却装置，使焊点快速降温。