有铅、无铅混装再流焊工艺控制

虽然无铅焊接在国际上已经应用了十多年，但无铅产品的长期可常性在业内还存在争议，并确实存在不可靠因素，这也是国际上对军事、航空航天、医疗等高可靠电子产品获得豁免的主要原因之一。但是目前的问题是有铅工艺已经买不全甚至买不到有铅元件了。有铅工艺遇到85％甚至90％以上无铅元件，因此，我国军工等高可靠电子产品普遍存在有铅和无铅元器件混装焊接的现象，目前大多采用有铅焊料焊接有铅和无铅元器件的混装工艺。

今天对有铅和无铅泥装焊接可能发生的不相容问题进行一些简单的分析，并对高可靠产品有铅和无铅混装工艺的质量控制方案提出一些建议。

一、有铅、无铅混装制程分析

由于有铅元件与无铅元件的引脚与焊端镀层材料不同，无引脚和有引即元件焊端层合金的量与BGA焊球中焊料合金的量不同等原因，不同的混装情况对SMT焊点可靠性的影响也是不一样的，因此需要对各种具体混装制程分别讨论。

二、再流焊工艺中无铅焊料与有铅元件混装

无铅焊接中Pb是杂质，如果Pb含量超过0.1％就不符合ROHS的要求。在“无铅”焊点中，Pb的含量可能来源于焊料、元件的焊端、引脚或BGA的焊球。

初步的研究显示，焊点中Pb含量的不同对可靠性的影响是不同的，当含量在某一个中间范围时，影响最大。这是因为在最后凝固形成结晶时，在Sn枝界面处，有偏析金相形成，这些偏析金相在循环负载下开始形成裂纹并不断扩大。例如，2％～5％的Pb可以决定无铅焊料的疲劳寿命。但有研究表明，与Sn-Pb焊料相比，可靠性相差不大。无铅焊料与有铅焊端混装时要控制焊点中的PB含量小于0.1％。