随着欧洲weee法规要求在2006年7月前分阶段废止电子焊接中铅的使用,日本也正在努力在更早的时间达到相同的目标,无铅应用在全世界正在呈现迅速增长的势头。
当免清洗焊剂在八十年代中期首先在北美市场上出现时,由于消除了氯氟烃,电子装配商曾面临不清洗已焊接线路板上的残留物的情况,现在的情况则与此毫无二致。装配商曾经认为,使用免清洗液体焊剂和免清洗焊锡膏是一件不可能的事情。为确保可靠性,清洗焊剂残留物曾被认为是必不可少的。
尽管如此,时至今日,超过85%的组装件使用免清洗焊剂进行焊接。免清洗焊剂已被证明是可靠的。淘汰了清洗的工艺流程及其污水排放对于环境的保护也带来了很大的益处。
毋庸置疑,无铅焊接也带来了一系列的挑战。提出作为一般装配的首选的无铅合金还很新,有关其工艺极限的数据也还很少。两种主要的合金都是锡-银-铜和锡-铜合金的变体。这些合金具有较高的熔融温度,对金属表面的熔湿也较慢,焊点表面也不如锡-铅焊点光亮。能够很好地适用于含铅工艺的助焊剂化学成分未必是适合无铅焊接的最佳选择。
关于无铅焊料,在元器件和线路板终饰兼容性方面有几个人们关心的问题需要予以说明。关于线路板能够承受的温度特性曲线不致影响元器件的功能方面存在着人们关注的一些问题。
为达到适当的无铅焊料湿化和流动特性需要对工艺做出的变动,以及对焊接起辅助作用的氮气注入的时间都是需要确定的问题。
随着越来越多的无铅焊接线路板在亚洲和欧洲的生产,线路板和元器件都出现了相容的终饰材料。为避免出现浸析问题,诸如波焊设备焊锡槽终饰工艺的修改目前已经完成。确定回流炉在更高的温度回流特性曲线下的效能是一件相对简单的任务;大多数回流炉都能满足必要的热需求。
为在不使用氮气的情况下提高无铅熔湿工艺的效能,免清洗和可水洗配系中的助焊剂化学构成也同样已经研制出来。
这些具备创新性的活化剂套件和能够耐受更高温度的树脂的新的化学成分使锡-银-铜和锡-铜合金能够扩散开来,同时减少了孔隙和桥连的形成。尽管今天的这些配方已经具备了良好的特质,其功能的改进仍然在持续不断地进行当中,随着时间的推移,这些配方的效能也将不断改进。
无铅焊接在今天已经能够成为现实。与大约6年前相比,我们已经更加接近这个现实。最初曾经有多至100种无铅合金配系受到人们的关注,而现在则只有十几种正在为人们所使用,对于波焊装配,人们的认识逐渐趋同于锡-银-铜和锡-铜合金。
时至今日,使无铅焊接卓有成效而又不降低生产产出的工艺参数已经得到准确的定义。重新查看各个工艺变量,从元器件和线路板终饰到焊接焊剂选择,再到工艺中无铅焊料使用的个别变量的优化,可以得到强化的无铅作业。确立认可合乎要求的焊点的适当的指导原则并建立一套适合的返工流程可以确保得到与我们曾习以为常的锡铅工艺相同的可靠性。
目前采用无铅焊接工艺的众多公司都已制定并实行了一套行之有效的实施方案。这些确实需要一定的时间,与此同时,随着规定时限的迅速迫近,研究探索以及实施无铅波峰、回流和再加工规程的时机就应当是现在。
无铅焊接并不是可行性的问题,它更多地是我们在这个技术领域处于追随地位还是领导地位的时间问题。