深圳金百泽电子科技股份有限公司（www.kbsems.com）成立于1997年，是线路板行业十强企业，总部设在深圳，研发和生产分布在深圳、惠州和西安等地，为客户提供产品研发的PCB设计、PCB快速制造、SMT加工、组装与测试及硬件集成等垂直整合解决方案，是国内最具特色的电子制造服务提供商。电话：0755-26546699-223锡-铜-镍焊料在无铅热风整平中的应用摘要:锡-铜-镍体系是一种综合性能良好的无铅焊料，被广泛应用在电子产品的无铅焊接工艺中。本文将从过程控制、作业方法等方面介绍锡-铜-镍焊料在电路板无铅热风整平工艺中的应用。关键词:无铅焊接锡-铜-镍焊料无铅热风整平一、前言自06年7月ROSH和WEEE法规实施，电子产品进入无铅化时代，印刷电路板（PCB）是所有电子产品的最主要组成部分之一，无铅化要求引起了同行业者的高度关注，其中PCB无铅化的核心工序喷锡更是人们关注的重点。传统的锡铅（63/37）焊料其熔点低、可焊性好、成本低、可操作性好等优异的性能表现，到目前为止还没有一种无铅焊料可以与之媲美。现行市场上所应用的无铅焊料，大多数以锡（Sn）元素为基础，与其它如Ag、Cu、Ni、Sb、In、Bi、Zn等元素组成，其熔点高、过程操作管理难，而且吃铜量大、成本高，给PCB业者带来众多困扰。本文介绍一种以被市场广泛应用的性能适中、成本相对低廉的锡-铜-镍焊料，总结该焊料的一些实践经验供同行分享。二、锡-铜-镍焊料对热风整平设备的要求：锡-铜-镍体系无铅焊料比传统的Sn-Pb的熔点要高出很多，且成分不同，因此无铅热风整平对设备有以下要求：1、必须有良好的耐热性，高温下不变型；2、需要配有良好的抽风设备，以应对无铅助焊剂的烟雾问题；3、由于高锡焊料具有具有较高的蚀性，因此需要使用材料的有较高的耐腐蚀性，使用316不锈钢也可以达到要求，最好使用钛合金；4、无铅焊料热风整平过程形成的锡渣因密度大小相近，因此设备设计需考虑过程的除铜可操作性。三．锡-铜-镍焊料热风整平工艺控制三、锡-铜-镍焊料热风整平工艺控制1、工艺参数控制垂直式热风整平需要良好的设备，更需要良好的焊料，一般情况下，无铅热风整平工艺参数控制如下：型号工艺参数设定建议锡-铜-镍锡炉温度浸锡时间热风温度风刀嘴间隙热风压力255-270℃2-8sec360-380℃10mil2.5~5kg/cm(1)浸锡时间的决定因素----传热速度、前处理预热以及板面焊点多少、板料厚度、板的层数、焊盘吸热均匀性、排版大小、助焊剂性能(应尽可能提高上锡速度和良品率,减少溶铜速度和溶铜量)等是浸锡时间设定的决定因素，需要根据不同的设备进行试验确定；(2)热风压力、热风温度、升将板速度的决定因素----上锡能力、风刀嘴间距、风刀与板间距、前后风刀的高度差和风刀的角度大小(以保证焊盘面和焊孔内的锡层的厚度,平整性和均匀性)等是压力、温度和速度设定的决定因素，应根据不同的设备和不同产品进行试验确定。2、锡-铜-镍体系无铅热风整平对PCB的影响在热风整平过程中微蚀、浸锡时间、焊料温度、热风温度、风刀距离、角度等设定的不同，对PCB产生不同的影响，其中对PCB的耐热性能和吃铜量是最重要的，我们的实践经验是热风整平前处理微蚀应控制在0.5—1.0um，再加之热风整平的吃铜量1.5—3um（不同的条件设定，吃铜量大小不同，需要通过试验测试确定具体的吃铜量），建议针对锡-铜-镍体系无铅热风整平板电镀铜厚应在客户的基础上增加5um以保证满足客户的完成铜厚要求。3、锡-铜-镍体系无铅热风整平的可操作性比较不同体系的无铅焊料，从本身的物化性能大体可知其可操作性。不同体系的无铅焊料性能对比如下表：SnAgCuSnZnSnCuNiSnPb熔点（度）217198左右227183密度（kg/cm3）7.47.27.318.36除铜方法困难困难困难简单其他问题湿润性，耐疲劳性好，价格较高焊点腐蚀厉害，湿润性很差,且需要配套高性能助焊剂湿润性中等，可操作性好，价格便宜。湿润性很好，容易操作，价格便宜。（1）铜含量控制从上表看，锡-铜-镍等体系无铅焊料除铜较为困难，实际每生产150M2（250Kg缸）时铜升高约0.1%,相应的焊料熔点则上升高达3度以上。也就是在实际控制时，当铜含量由控制点0.7%上升到控制上限1.0%时，焊料熔点会由227度上升到236度。因此实际控制铜含量一般在0.3—0.7%最为合适。铜含量过高将导致焊料熔点和操作温度急剧提升，导致PCB可焊性不良，以及温度过高对PCB基材冲击和吃铜量增大。（2）除铜操作锡-铜-镍体系焊料除铜困难主要是因为热风整平过程中产生的IMC结晶体CuXSnY的密度约为8.28kg/cm3，在SnPb（63/3