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                專業知識

                • 分類:研發中心
                • 發布時間:2021-04-22 14:41:27
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                無鉛的定義

                ◆鉛的毒性

                美國環境保護署(EPA):鉛及其化合物是17種嚴重危害人類壽命與自然環境的化學物質之一;工業廢棄品中的鉛通過滲入地下水系統而進入動物或人類的食物鏈;人體中存在過量的鉛將導致神經和再生系統紊亂、發育遲緩、血色素減少并引發貧血和高血壓;美國職業安全與健康管理署(OSHA)標準:成人血液中鉛含量應低于50mg/dl,兒童血液中鉛含量應低于30mg/dl。

                ◆無鉛的定義

                目前為止尚沒有國際通用定義;可借鑒標準:管道焊接用焊料及助焊劑中鉛含量應低于0.2wt%(美國),0.1wt%(歐洲);國際標準組織(ISO)提案:電子裝聯用焊料合金中鉛含量應低于0.1wt%。

                ◆無鉛焊料發展的重要進程

                  1991和1993年:美國參議院提出“reid bill”,要求將電子焊料中鉛含量控制在0.1%以下,遭到美國工業界強烈反對而夭折;

                  1991年起nemi, ncms, nist, dit, npl, pcif, itri, jiep等組織相繼開展無鉛焊料的專題研究,耗 資超過 2000萬美元,目前仍在繼續;

                  1998年:日本修訂家用電子產品再生法,驅使企業界開發無鉛電子產品;

                  1998年10月:第一款批量生產的無鉛電子產品問世,panasonic minidisc mj30;

                  2000年1月:nemi向工業界推薦標準化無鉛焊料,Sn-3.9Ag-0.6Cu用于再流焊,sn-0.7cu或sn-3.5ag 用于波峰焊;

                  2000年6月:美國IPC Lead-free roadmap 第4版發表,建議美國企業界于2001年推出無鉛化電子產品,2004年實現全面無鉛化;

                  2000年8月:日本 JEITA lead-free roadmap 1.3 版發表,建議日本企業界于2003年實現標準化無鉛電子組裝;

                  2002年1月:歐盟 lead-free roadmap1.0 版發表,根據問卷調查結果向業界提供關于無鉛化的重要統計資料;

                  2003年2月13日,歐洲議會與歐盟部長會議組織,正式批準weee和rohs的官方指令生效,強制要求自2006年7月1日起,在歐洲市場上銷售的電子產品必須為無鉛的電子產品;(個別類型電子產品暫時除外)

                  2003年3月,信息產業部擬定《電子信息產品生產污染防治管理辦法》,提議自2006年7月1日起投放市場的國家重點監管目錄內的電子信息產品不能含有pb。

                 

                三個方面選擇最適合的助焊劑

                  針對使用者來講,選擇助焊劑并不是越貴越好,更不是知名廠家生産的就一定好,關鍵問題是“要選擇適合自身産品特性及工藝特點的助焊劑",根據多年助焊劑的研發與推廣經驗,針對助焊劑的選擇問題,總結了以下三點經驗供業內外人仕參考:

                  1.結合產品選擇助焊劑。

                  自身產品的檔次及產品本身的特點,是選擇助焊劑時首先考慮的條件,高檔次的產品 如電腦主板、板卡等電腦周邊產品及其他主機板或高精度產品,一般選擇高檔次免清洗助焊劑,也有少數客戶用清洗型助焊劑焊后再進行清洗,有用溶劑清洗型也有用水清洗型助焊劑。此類高檔次產品,無論是選擇免清洗助焊劑還是清洗型助焊劑,首先都要保證焊后的可靠性,因為在板材狀況比較好時,一般助焊劑的上錫是沒有太大問題的,而殘留物或殘留離子的存在,則是產品內在的最大隱患。我們建議此類產品選擇高檔免清洗助焊劑,此類焊劑活性適中,焊后殘留極少,離子狀況殘留能控制在1.5U/cm2左右,大大加強了焊后產品的可比性。如果對免清洗焊劑不是很放心,也可以選擇清洗型焊劑,焊后進行清洗這是目前在電子裝聯中最可靠的一種;如果需要選擇清洗型焊劑,為推動環保事業,我們建議客戶選擇水清洗焊劑,此類焊劑焊接效果好,焊后易清洗,清洗后的高可靠性讓客人更加放心。

                  中檔次產品最好能夠選擇不含鹵素的或含鹵素很少的低固含量免清洗助焊劑,如高檔電話機、CD機的主板等,選擇此類焊劑,焊后板面光潔、殘留較少,不含鹵素或很少的鹵素基本可保證焊后的電氣性能,一般不會造成漏電或電信號干擾等問題。

                  較低檔次的電子產品,一般來講板材較差,多為單面裸銅板或預涂層板,如果選擇高檔免清洗無殘留助焊劑,焊接效果可能較差,另外,可能會因為破壞了板面原有的涂層而造成泛白的現象產生。這種情況下我們建議選擇活性較強的松香型助焊劑,雖然焊后板面殘留較多,但是上錫效果及可靠性都能得到保證。

                  目前,聯機材、變壓器、線圈及小型片式(SMD)變壓器等元件管腳鍍錫時,多數客戶選用免清洗助焊劑,在客戶提出免清洗的要求后,我們多推薦免清洗無殘留含松香型助焊劑,此類焊劑活性適中,上錫效果好,焊后無殘留,不會對元件管腳造成再腐蝕,另外焊點光亮平滑,且有良好的潤濕性,能達到大多數客戶所希望的焊錫“爬升"的效果。

                  總而言之,結合產品選擇助焊劑,就是要充分了解自身產品特點,包括產品的檔次、線路板的情況、元件管的情況等幾個方面進行綜合考慮,然后選擇適合自身產品的助焊劑。

                  2.結合自己客戶的要求選擇助焊劑。

                  多數廠商在選擇焊劑時會提出客戶的要求,特別是電子產品代工廠或OEM貼牌工廠,其客戶在這方面的要求或考核更為嚴格,有些廠商自己生產起來達不到要求或有一定的難度,可是把這個產品外發至代工廠后,卻提出同樣的或更高條件的要求。常見的客戶要求有以下幾個方面:

                  (1).焊點上錫飽滿。這是90%以上的客人會提出來的要求,焊點要上錫飽滿就必須選用活性適當、潤濕性能較好的助焊劑。

                  (2).板面無殘留或泛白現象。面對客戶這樣的要求,多數廠商會選擇免清洗助焊劑,如果確因板材問題造成焊后泛白,可選用焊后清洗的辦法來解決。

                  (3).焊點光亮。63/37錫條焊出來的焊點正常情況下都是比較光亮的,如果錫的含量偏低或雜質超標,相對來講焊點就沒有那么光亮了;一般的助焊劑不會對焊點造成消光的效果,除非是消光型助焊劑;松香型助焊劑比不含松香的助焊劑焊點相對要光亮些,如果在助焊劑中添加了使焊點光亮的成份,則焊后焊點會更加光亮。

                  (4).無錫珠、連焊或虛焊、漏焊等不良狀況。這些狀況在電子焊接中是比較典型的不良,一般廠商會對此進行比較嚴格的檢測與控制,學過品質管理的人都知道這樣一句口號“好的產品是做出來的,而不是檢驗出來的",這句話告訴我們,如果能在焊接過程當中控制不良狀況的產生,將比做好之后再修復要重要的多。要在生產中保證好的品質,正確選擇助焊劑是重要的,因為我們在上面已經有過分析,這些不良的產生都有可能和助焊劑有關系。因此,選擇活性適當、潤濕性能較好的助焊劑,再加上良好的工藝做配合,是避免這些不良的基本因素。

                  (5).無漏電等電性能不良。如果客戶有這樣的要求,就盡量不要選擇活性很強的或鹵素含量較高的助焊劑,如果板材狀況不好必須用這樣的焊劑,我們可以通過清洗的辦法進行解決,如果因為清洗的成本或考慮到環保要求,在産品及其他條件許可的情況下,選擇水清洗助焊劑也是一個很好的辦法。

                  以上主要以電子裝聯加工型企業為例進行的探討,此類廠商的成品就是加工完成的線路板,而沒有裝成成品機,所以,這時客人能夠直接對焊點進行檢驗;如果焊接完成后還要進行成品組裝的廠商,其客人很少會打開機殼去檢驗焊接情況,而這個時候,我們廠商自己內部應該自覺地加強品質管控,焊接后的組裝工序,可用客戶以上的要求,來要求自已的上制程——焊接制程,因為我們都知道“下制程是上制程的客戶",只有時時刻刻、一點一滴不斷加強,我們的產品品質才能夠不斷進步與提升。

                  3.根據設備及工藝狀況選擇助焊劑。

                  設備狀況如何,決定了焊接工藝的狀況,而工藝狀況是選擇助焊劑的關鍵環節;舉個簡單的例子,如果是噴霧的波峰爐選擇松香型助焊劑,可能就是不合適的,因為較高的固態物在較短的時間內,就有可能堵塞噴霧器的噴嘴;如果是發泡的波峰焊選擇了只能適有于噴霧的助焊劑,可能發泡效果就沒有那麼好了。根據設備及工藝狀況選擇助焊劑有以下幾個方面:

                  (1).手動錫爐。

                  手動錫爐在焊接時,助焊劑有發泡和不發泡兩種情況,在大規模生產時很少有見到手動噴霧的情況。在不發泡時,可以選擇的助焊劑范圍較寬;有發泡工藝時,我們要選擇發泡效果較好的助焊劑。無論是手動還是自動焊接,我們對發泡較好的標準都是一樣的,第一:發出的泡要盡量細小,不要太大顆;第二:發出的泡沫要大小均勻;第三:發泡盡量要持久些。

                  因為手動錫爐沒有預熱過程,有些不含松香的免清洗無殘留助焊劑,我們一般不向客戶推薦,使用這樣的助焊劑有造成錫珠及其他的不良產生可能;如果客戶一定要堅持使用此類助焊劑,我們建議還是試用后再確定。

                  (2).發泡波峰焊爐。

                  發泡波峰爐一定要選擇發泡型助焊劑,目前除松香型焊劑發泡效果較好外,免清洗無殘留及免清洗低殘留助焊劑的發泡問題早已解決,至于發泡好壞的標準上面已經有了論述。

                  (3).噴霧波峰焊爐。

                  噴霧波峰爐除松香含量較高的助焊劑外,可供選擇的助焊劑種類較多,如果能夠選擇不含松香的免清洗助焊劑效果會更好。目前,有些免清洗助焊劑既可以發泡也可以噴霧,針對這樣的工藝選擇助焊劑將不會有太大問題。

                  (4).雙波峰焊爐。

                  雙波峰焊爐主要用于生產貼片與插件混裝的線路板,此時,線路板焊接面需要經過前后兩個波峰;第一個波峰較高(也叫高波或亂流波),主要作用是焊接,使元件初步固定;第二個波峰相對較平(也叫平波或整流波),主要是對焊點進行整形。在這個過程中,經常碰到的問題是,助焊劑在經過第一個波峰時,其中的活化劑或潤濕劑等都已經充分分解,因此在過第二波峰時,其實助焊劑已經起不到作用了,此時極易出現連焊、拉尖等不良狀況。為了解決這種狀況,我們建議客戶使用固含量稍高,活化劑及潤濕劑能夠經受高溫的助焊劑;同時助焊劑生産廠家為解決這樣的問題,往往在助焊劑中添加復配的活化劑及潤濕劑,以使助焊劑能夠經受不同的溫度段,在經過第一波的焊接后仍然能發揮其助焊的作用。

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