無鉛工藝是指在PCBA加工過程中采用不含鉛的焊料進(jìn)行焊接，以替代傳統(tǒng)的含鉛焊料。這一變革主要源于環(huán)保法規(guī)的推動(dòng)，特別是歐盟RoHS（限制使用某些有害物質(zhì)）指令的實(shí)施，明確要求電子產(chǎn)品中鉛等有害物質(zhì)的含量必須低于特定閾值。

無鉛焊接材料的選擇

無鉛工藝的在于焊料的選擇。目前市場上常見的無鉛焊料包括Sn-Ag-Cu合金、Sn-Ag-Bi合金等，這些焊料在焊接性能上與傳統(tǒng)含鉛焊料相近，同時(shí)顯著降低了對(duì)環(huán)境和人體的危害。在PCBA加工中，這些無鉛焊料被廣泛應(yīng)用于SMT貼片和DIP插件的焊接過程中。

一、板材質(zhì)量

① 通過化學(xué)分析方法，檢測PCB板材的材質(zhì)和成分是否符合標(biāo)準(zhǔn)。

② 檢查板材的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如纖維排列是否整齊，有無分層或氣泡。

二、導(dǎo)電性能檢測

① 使用四探針測試儀等設(shè)備，測量PCB的導(dǎo)電性能，確保其滿足電路設(shè)計(jì)的要求。

② 檢查導(dǎo)電路徑是否清晰，無斷路或短路現(xiàn)象。

三、絕緣性能檢測

① 通過高壓測試設(shè)備，檢測PCB的絕緣層是否能承受規(guī)定的電壓而不被擊穿。

② 檢查絕緣材料是否均勻涂覆在導(dǎo)電層之間，無漏涂或薄厚不均現(xiàn)象。

四、熱性能測試

① 對(duì)PCB進(jìn)行熱沖擊和熱循環(huán)測試，以評(píng)估其在溫度條件下的穩(wěn)定性和可靠性。

② 檢查PCB在高溫下是否出現(xiàn)變形、開裂或分層等問題。

五、環(huán)境適應(yīng)性測試

① 對(duì)PCB進(jìn)行鹽霧測試、霉菌測試等，以評(píng)估其在惡劣環(huán)境下的耐久性。

② 模擬PCB在振動(dòng)、沖擊等機(jī)械應(yīng)力下的表現(xiàn)，檢查其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

為減少焊接裂縫的風(fēng)險(xiǎn)，需要在SMT加工中采取良好的工藝控制和質(zhì)量控制措施，包括正確選擇焊料、優(yōu)化焊接溫度和周期、考慮元件布局和材料選擇，以及定期進(jìn)行質(zhì)量檢查和測試。這有助于提高焊接的可靠性和減少焊接裂縫的出現(xiàn)。

1. 熱應(yīng)力：在SMT過程中，PCB和元件可能會(huì)經(jīng)歷多次加熱和冷卻過程，這可能導(dǎo)致熱應(yīng)力的積累。這種熱應(yīng)力可能在焊點(diǎn)和焊料中引起應(yīng)力集中，終導(dǎo)致焊接裂縫的形成。

2. 溫度梯度：在SMT過程中，元件和PCB的溫度可能會(huì)發(fā)生急劇的變化，特別是在焊接和冷卻階段。溫度梯度差異可能導(dǎo)致焊點(diǎn)內(nèi)部的熱應(yīng)力，增加焊接裂縫的風(fēng)險(xiǎn)。

3. 材料不匹配：不同元件和PCB的材料性質(zhì)可能不匹配，例如線性熱膨脹系數(shù)不同。這種不匹配可能導(dǎo)致在溫度變化時(shí)出現(xiàn)應(yīng)力積累，從而導(dǎo)致焊接裂縫的產(chǎn)生。

4. 過度熱曲曲線(thermal cycling)：PCB和元件在實(shí)際應(yīng)用中可能會(huì)經(jīng)歷多次溫度循環(huán)，如果焊接質(zhì)量不佳，這些循環(huán)可能導(dǎo)致焊料和焊點(diǎn)的疲勞，終形成裂縫。

5. 高溫焊接：使用高溫焊接過程(例如波峰焊或回流焊)時(shí)，焊點(diǎn)和焊料可能會(huì)暴露在高溫環(huán)境下。如果不正確操作，這可能導(dǎo)致焊料過熱，從而引發(fā)焊接裂縫。

6. 預(yù)應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力：元件的重量、尺寸和放置方式可能會(huì)施加機(jī)械應(yīng)力，這可能導(dǎo)致焊點(diǎn)附近的應(yīng)力積累，精熟工藝SMT技術(shù)貼片工廠，進(jìn)而導(dǎo)致焊接裂縫。

7. 延展度差異：焊料和基板的材料延展度差異，以及焊料的延展性不足，可能會(huì)導(dǎo)致焊料拉伸，從而形成焊接裂縫。

8. 環(huán)境條件：環(huán)境因素，如濕度、化學(xué)物質(zhì)暴露，甚至振動(dòng)，也可能對(duì)焊料和焊點(diǎn)產(chǎn)生不利影響，增加焊接裂縫的風(fēng)險(xiǎn)。

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