无铅再流焊工艺控制有哪些管控难点

无铅不只是焊接材料（无铅合金、助焊剂）问题，还涉及印刷电路板设计、元器件、PCB、SMT加工设备、贴片加工工艺、焊接可靠性、成本等方面的挑战。再流焊工艺是SMT加工的关键工序。无铅焊料熔点高、湿性差给再流焊带来了焊接温度高、工艺窗口小的工艺难题，使再流焊容易产生建焊、空洞（气孔）、损坏元器件、PCB等隐蔽的内部缺陷。另外，由于无铅焊接温度高，金属间化合物（MC）的生长速度比较快，容易在界面产生龟裂造成失效。

无铅再流焊工艺控制一直是SMT贴片加工厂中比较重视的一个工艺管控难点，在整个SMT贴片的过程中，一个优良的无铅焊点，对于整个PCBA成品的质量都起着至关重要的作用。关于无铅再流焊工艺控制的难点跟大家一起来讨论一下。

一、焊点机械强度

因为铅比较软，容易变形，因此在SMT加工中无铅焊点的硬度比Sn/Pb高，无铅焊点的强度也比Sn/Pb高无铅焊点的变形比Sn/Pb焊点小，但是这些井不等于无铅的可性好。一些研究显示，在撞击、跌落测试中。用无铅焊料装配的结果比较。长期的可靠性也较不确定。

据国内外知名的SMT加工企业的可靠性试验，如推力试验、弯曲试验、振动试验、跌落试验，以及经过潮热、高低温度循环等可靠性试验。大体上都得出一个比较相近的结论：大多数消费类产品。如民用、通信等领域。由于使用环境没有太大的应力。无铅焊点的机械强度甚至比有铅的还要高：但在使用应力高的地方，如军事、高低温、低气压、振动等恶劣环境下，由于无铅蠕变大，因此无铅比有铅的连接可靠性差很多。

二、锡晶须问题

晶须（ Whisker）是指从金属表面生长出的细丝状、针状形单晶体，它能在固体物质的表面生长，易发生在Sn、Zn、Cd、Ag等低熔点金属表面，通常发生在0.5～50um、厚度很薄的金属沉积层表面。典型的晶须直径为1～10pm，长度为1～500pm。在高温和潮湿的环境里，在有应力的条件下，锡晶须的生长速度会加快，过长的制晶须可能导致短路，引发电子产品可靠性问题。

由于镀Sn的成本比较低，因此，目前无铅元件焊端和引脚表面采用镀Sn工艺比较多，但Sn容易形成Sn须，例如，发生在间距QFP等元件引脚上的晶须容易造成短路，使电气可靠性存在隐患。无铅产品锡须生长的机会和造成危害的可能性远远高于有铅产品，会影响电子产品的长期可靠性。

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