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La cosiddetta saldatura del saldatore senza piombo significa che la saldatura utilizzata per la saldatura fr4 pcb non è consentito contenere Pb, mentre il contenuto di Pb nella saldatura corrente comunemente utilizzata è fino al 40%. La chiave per realizzare una saldatura senza piombo è trovare una scatola di saldatura senza piombo che possa sostituire l'attuale stagno di saldatura senza piombo. La saldatura al piombo è stata utilizzata per centinaia di anni perché ha una serie di proprietà eccellenti, prezzo basso e riserve sufficienti.
Negli ultimi 20 anni, l'industria elettronica e i relativi circoli scientifici e tecnologici in tutto il mondo hanno investito molta manodopera e risorse materiali per la ricerca e lo sviluppo di saldature senza piombo. Tuttavia, a causa dei severi requisiti di questo nuovo materiale elettronico, il progresso non è ideale. Attualmente, solo la lega Sn-Ag-Cu con proprietà relativamente buone può essere utilizzata come sostituto temporaneo per la lega Sn-Pb.
La saldatura Sn-Ag-Cu è il tipo principale di saldatore senza piombo attualmente utilizzato. Le leghe Sn-Ag-Cu sono solitamente SAC305-Sn-3.OAg-0.5Cu e SAC405-Sn-4.OAg-0.5Cu. Rispetto alla saldatura 63/37Sn-Pb, SAC305 e SAC405 hanno i seguenti difetti fatali:
1) Alto punto di fusione (SAC è circa 220 , Sn-Pb è circa 183 );
2) Scarsa bagnabilità (la bagnabilità di SAC equivale a circa il 70% di Sn-Pb).
Il problema principale causato dal miglioramento del punto di fusione della saldatura senza piombo è quello di ridurre la finestra di processo, cioè, da 57~67 â (A) per la saldatura Sn-Pb a 23~33 â (B), riducendo così significativamente l'intervallo variabile della temperatura di operazione di saldatura. Questo non solo porta difficoltà al processo, ma mette anche in pericolo facilmente le prestazioni del substrato e dei componenti a causa della sovratemperatura. Inoltre, la bagnabilità del foro della saldatura senza errori è scarsa, il che aumenta la difficoltà della saldatura senza piombo del saldatore. Al fine di soddisfare le esigenze della saldatura senza piombo del saldatore, le contromisure principali attuali sono le seguenti:
1) Condurre la formazione tecnica per gli operatori, comprendere in primo luogo le caratteristiche del saldatore senza piombo in teoria e fare la preparazione completa in coscienza.
2) Il saldatore elettrico con controllo della temperatura PID assicura la stabilità e la correttezza della temperatura del saldatore elettrico.
3) Selezionare il filo di saldatura. È preferito filo di saldatura Sn-Ag-Cu, in cui il contenuto di Ag può essere 1%, non necessariamente 3% ~4%. Il diametro del filo di saldatura può essere spesso o spesso e il filo di saldatura Sn-Ag-Cu-In-X può essere selezionato, se necessario.
4) Praticare abilità operative. Durante la saldatura, aggiungere la saldatura al metallo base per un certo tempo di preriscaldamento (generalmente non più di 3s), ed essere attenti e cauti durante il funzionamento.
Flusso di lavoro della saldatura a riflusso:
Fase 1: La temperatura deve aumentare ad un tasso di circa 3 al secondo per limitare l'ebollizione e la goccia di solvente nel suono dello stagno. Se la temperatura aumenta troppo velocemente, il solvente bollirà, il che causerà la polvere di metallo nel blu stagno a spruzzare ovunque, facendolo formare piccole perle di stagno dopo il raffreddamento e la polimerizzazione, influenzando le prestazioni elettriche del prodotto. Inoltre, alcuni componenti elettronici sono sensibili alla temperatura. Se la temperatura esterna dei componenti aumenta troppo velocemente, i componenti esploderanno.
Fase 2: Il flusso è attivo e inizia l'azione di pulizia chimica. La stessa azione di pulizia avverrà per il flusso solubile in acqua e il flusso senza lavaggio, ma la temperatura è leggermente diversa. In questo momento, il flusso nella pasta di saldatura distruggerà rapidamente l'ossido sulla superficie del materiale di saldatura e la superficie anti-saldatura del pad pcb fr4, rendendo l'estremità di saldatura del componente completamente a contatto con il pad pcb fr4.
Fase 3: La temperatura continua ad aumentare e le particelle di saldatura prima si sciolgono separatamente e iniziano il processo di "corsa" di liquefazione e assorbimento superficiale dello stagno. In questo modo, coprire tutte le superfici possibili verso l'alto e iniziare a formare giunti di saldatura.
Fase 4: Questa fase è la più importante. Quando tutte le singole particelle di saldatura sono fuse e combinate per formare stagno liquido, la tensione superficiale inizia a formare la direzione superficiale della gamba di saldatura. Se lo spazio tra il perno del componente e il fr4 pcb tampone superiore a 4mil, è molto probabile che il perno e il pad saranno separati a causa della tensione superficiale, che causerà il circuito aperto del campo.
