摘要：随着当前时代进步，我国焊接工艺发展极为迅速，无铅焊接本身所具有的焊点可靠，工艺性稳定等优势使得其能够确保电气和机械的有效联接，很大程度上促进了相应焊接工艺水平的高效发展。但在实际实践期间其受所存在缺陷也相对较为明显，一旦未能及时对其做好专业设置，极易影响整个焊接质量。本文将对无铅焊接工艺中常见缺陷及防止措施，进行一定分析探讨，并结合实际对其做相应整理和总结。
关键词：无铅焊接；工艺；常见缺陷；防止措施
在以往的常规有铅器件在电子装联时，铅元素本身的重金属特质会随时间推移对环境形成直接污染，而无铅焊接工艺有效解决了这一现象，其本身所具有的生态性和环保性与当前时代发展形成了同步统一性。但与此同时在进行无铅化电子组装过程中，往往会由于原材料自身变化使得整个系列工艺也逐渐发生变化，继而导致焊接缺陷出现，比如表面裂纹、表面发暗、二次回流等问题，都使得整个无铅焊接质量无法得到保障。
一、无铅焊接工艺要点
（1）无铅焊接其本身熔点相对较高，其器件镀层不同，焊接熔点及回流焊接峰值温度也有所差异。无铅焊接相较有铅焊接，由于其本身熔点较高的特点，其温度越高升温也会更加困难，一旦在此过程中升温速度无法达标，长时间处在高温情况下会直接使得相应悍膏中的助焊剂出现提前活化反应结束的状况，继而造成PCB焊盘、元件引脚、悍料合金在高温下重新氧化，使得整个焊接效果无法达到预期标准。
（2）无铅焊接本身所具有的熔点高特性，决定了对应无铅焊接设备耐高温以及抗腐蚀性必须达到相关标准设定；无铅焊接工艺对窗口要求较之有铅焊接更小，对PCB表面温度及设备横向温度有一定均匀性要求。但与此同时由于其本身焊点浸润以及扩展性差，其对助焊剂活性要求极高，在使用无铅焊接工艺时，必须结合实际对相应模板开口做好合理设定。
二、无铅焊接工艺常见缺陷
通过对无铅焊接工艺要点分析，可以看出使用无铅焊接进行对应焊接作业时，要明确工艺要点，其是形成可靠焊接点是保障机械和电气联接的必要条件，同时也是提升相应企业能够生产效率，降低产品成本的关键。但其工艺本身所存在缺陷也相对较为明显，结合实际对其常见缺陷做好全面分析，并做好针对性防止措施是确保无铅焊接工艺质量能够完全得以体现的必要条件。
1、表面裂纹缺陷
利用无铅焊接工艺开展进行对应工作时，所出现的表面裂纹是较为常见缺陷之一，其主要是由于对应PCB基板材料、铜箔导线、铜过孔壁、元件引脚所存在热膨胀系数差异性较为明显，其在焊接期间PCB在Z轴方向出现热膨胀要超过铜过孔壁热膨胀，继而引发焊点和对应焊盘出现变形现象。与此同时这个过程中PCB通过波峰大量密集焊点固化热量会传至板材而使得整个PCB继续处于热膨胀状态，此时如果固化热能辐射结束对应焊点会呈现缓慢下降至与周边环境温度相等的状态没对应PCB也开始恢复平板状，造成焊点表面产生较大的应力引发焊盘起翘甚至焊点剥离的现情况，继而导致整个表面出现裂纹现象，使得整个无铅焊接工艺质量受损。
2、表面粗糙缺陷
表面粗糙也是无铅焊接工艺中常见缺陷，其所体现的大部分无铅焊点呈现灰暗色，应用光滑性完全无法体现。造成粗糙缺陷的原因主要是焊接期间各不同合金元素共晶晶核形成，对应凝固焊料收缩，或悍膏凝固期间元件移动等所能导致。其中以焊料为两种甚至多种合金组成来看，其熔化及凝固主要取决于对应焊料不通过共晶可能凝固位置，因此在焊料中如含有铜以及银时便会导致表面粗糙缺陷出现；与此同时，对相应富锡合金其在焊点冷却至232℃时会在合金层外面凝结，一旦对应元件引脚镀了锡铅合金，对应锡铅镀层中溶解反应所形成共晶晶粒或共晶体也会造成引发表面粗糙现象。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而在焊料没能彻底凝固期间，焊元件或焊料发生抖动也是引发表面粗糙缺陷的主要原因；通常元件引脚较多的情况下对应焊盘移动性便会增大，这个过程中如果未能及时对其进行预案设定，甚至会导致整个焊锡撕裂、焊盘撕裂的后果。
3、二次回流开裂缺陷
无铅焊接常见缺陷中的二次回流开裂现象，其主要主要通过引脚从焊点分离，焊点从焊盘分离、焊盘从PCB分离来体现。其中二次回流引脚从焊点分离主要是在进行焊接期间，对应PCB热量温度超过表面凝固合金熔点，焊点发生再此熔化继而产生二次回流现象。而对应焊点从焊盘分离、焊盘从PCB分离都与预热温度过高、波峰时间过长、PCB厚度及密度变化、工艺过程PCB弯曲及柔性有着直接关系。二次回流开裂会使整个无铅焊接工艺品质受到损害，全面降低其工艺价值。
三、无铅焊接工艺中常见缺陷防止措施
1、明确产生机理控制冷却速率
（1）根据无铅焊接工艺中常见缺陷分析，对其进行针对性防止措施方案设定时，结合缺陷原因对其产生机理进行全面确认划分。注重PCB在离开焊点开始固化过程，对应焊点是从PCB顶部至底部的顺序逐渐固化，引脚以及焊盘比热容小热导率大的特性，会使得对应冷却期间近元件引脚焊点顶部以及焊盘边缘更加容易冷却固化，其会与低温空气接触焊点表面形成一层薄膜，后续固化期间对应焊点内部热量会流向引脚，导致大块钎料凝固时元件引脚会继续产生膨胀现象吗，而对应PCB则会持续收缩，引发应力变化导致表面开裂。
（2）从其产生机理角度出发，对其冷却凝固速率进行标准划分，结合实际具体信息对其无铅焊接期间表面各主要节点应力进行全面划分，对焊点表面中部较大应力应变位置进行提前设定，合理控制冷却速率，避免冷却速率太快导致产生应力增加，通常在正常环境温度下可将其进行7-10℃/s控制设定，以此确保相应无铅焊接工艺质量能够达到预期标准。
2、焊接全过程动态管理把控
（1）利用无铅焊接工艺开展进行对应作业时，应根据实际具体信息做好对焊接温度及时间的合理设定，先要降低焊接期间形变量，对焊点冷却凝固变形量做全程记录把控，实时性的通过提高预热温度来确保焊点冷却凝固质量；冷却速率按照7-10℃/s区间内，对应晶粒大小形态来做进一步精确设定，避免冷却速率影响对应无铅焊接质量性能的状况发生。
（2）注重对材料工艺性的实时管控，这个过程中可通过利用Tg、Z方向膨胀系数想对较小PCB来防止其出现较大量的变形所引发板级应力；同时对整个印刷电路板做好全方位的实施清洁，避免元器件引线出现氧化现象，做好对版面及元件镀层具体影响评估，以此防止表面裂纹和表面粗糙缺陷发生。
（3）针对二次回流缺陷，注重对PCB温度的实时控制，结合温度监控确保PCB上板面温度曲线的准确性，在元件上进行散热装置设置，继而避免板面产生二次回流开裂状况；这个过程中对相应元件镀层、悍膏、焊盘镀层材料进行专业检测，保障其之间匹配度和标准性，以此使相应无铅焊接工艺作用价值能够完全得以体现。
结束语
通过对无铅焊接工艺中常见缺陷及防止措施分析，可以看出其在实际实践过程中所需注意要点相对较多，注重对其各分项环节的专业性及实时性把控，是防止其出现常见缺陷，保障工艺质量的关键。
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论文作者:尹新新
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/6
标签：无铅论文; 缺陷论文; 焊点论文; 焊接工艺论文; 表面论文; 对其论文; 常见论文; 《电力设备》2018年第21期论文;