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勇全電子SMT貼片加工十年品質保證
來源: 作者: 發布時間:2013-08-06 閱讀率:

 

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      中國SMT貼片加工技術已經走過25年,SMT錫焊技術是SMT技術重要組成部分。我有幸從事錫焊技術近四十年,并見證了我國SMT技術發展的輝煌歷程。近年來,我主要致力于SMT無鉛錫膏的研制與應用。作為回顧與展望,本文將分兩個方面:(一)SMT錫焊技術回顧。(二)SMT無鉛錫膏進展。
        一、SMT錫焊技術回顧

       SMT貼片加工技術與錫焊技術有著非常重要的關系。SMT錫焊技術包括手工焊、自動焊以及再流焊技術。上世紀80年代是我國錫焊技術從手工焊走向自動焊發展的成熟時機,也是形成近代錫焊技術理論的重要時期。

      上世紀80年代有關錫焊技術的專著不多,主要有美國人H.H.Manko:“Solder and soldering”以及日本人田中和吉和大直澤等人的專著以及許多散布在期刊上的論文。上世紀80年代中期由電子工業部發起的元器件引線可焊性的研討,是一次集中展現我國錫焊技術水平的重要會議,會議認同63/37、60/40錫鉛焊料成為電子制造錫焊技術的主流焊料,同時探討了焊料與母材結合的機理以及可焊性的測試方法等,對推動我國錫焊技術的發展起到了重要的作用,同時對SMT錫焊技術發展做好了前期準備。會議論文集匯集了我國自行研究和國外有關論述。

25年來我國SMT技術取得了飛速的發展,從無到有,從小到大,今天我國已能自行生產再流焊爐,無鉛錫膏,AOI檢測設備等,有些產品已經達到國際先進水平。因此,我認為如何推進SMT國產化是十分必要和有意義的。中國SMT產業總量已超過日本,這是多么巨大的變化啊,這是20多年前在日本研修的我難以想象的。我為祖國SMT事業發展感到自豪。

       二)SMT無鉛錫膏進展

       歐盟在2006年7月1日全面禁止有鉛電子產品進入,我國于2007年3月1日正式公布《電子產品污染控制辦法》,綠色電子制造已成為全球發展趨勢,無鉛錫膏已成為世界各國研發的熱門課題,國際先進品牌的無鉛錫膏如阿爾法、田村、千住等已進入中國市場。

       目前國際上普遍采用的是錫銀銅無鉛錫膏,其主要成分錫粉為日本千住公司的專利產品無鉛合金錫銀銅(Sn96.5%Ag3%Cu0.5),雖然其熔點(217-219℃)高于有鉛錫膏的熔點(183℃),但符合環保要求,且可靠性強,是使用較廣的第一代無鉛錫膏。但該產品由于銀含量過高,且有日本千住的專利壟斷,因此價格昂貴。

       從2007年開始,美國、日本、中國等紛紛開發研究第二代高性價比無鉛錫膏。所謂第二代高性價比無鉛錫膏,錫粉由低銀或無銀合金組成,助焊劑中鹵素含量低或完全不含鹵素。上海華慶公司通過多年研究,所開發的第二代高性價比無鉛錫膏,由自主開發的含非離子鹵化物的松香助焊劑和低銀錫銀銅(Sn99%Ag0.3%Cu0.7%)錫粉混合而成,不但質量、可靠性強、錫膏壽命高、可焊性好,且貴金屬銀含量只有第一代無鉛錫銀銅錫膏的1/10,大大降低了生產成本,并有效避開了國外專利。本產品屬第二代低銀無鉛錫膏,在無鉛錫膏市場具有明顯的市場競爭優勢,同時本公司正在研發的熔點更低、成本更低的錫鉍銅(Sn82.5%Bi17%Cu0.5%)無鉛錫膏,該產品可填補國內外空白。

      電子工業用錫鉛焊料已有五十多年的歷史,近年來為了減少鉛對環境的污染和人類健康的影響,世界各國相繼研發出各種無鉛焊料,如錫銀系、錫銅系、錫鉍系、錫鋅系等無鉛焊料。目前主流的無鉛錫膏為錫銀銅無鉛錫膏,錫銀銅系的主流無鉛合金為Sn96.5%Ag3%Cu0.5,熔點為217-219℃,具有較好的性能,但由于含銀量較高,造成錫膏的性價比較低,因此目前世界上正開發第二代低銀(0307)以替代高銀無鉛錫膏(305)。此外,由于錫銀銅合金熔點大大高于錫鉛(Sn63/Pb37)合金183℃的熔點,其再流焊峰值溫度在235℃以上,大大高于錫鉛(Sn63/Pb37) 錫膏再流焊峰值溫度(210-230℃)。目前可以達到或接近錫鉛合金(Sn63/Pb37)熔點(183℃)的合金有錫鋅(Sn91%Zn9%)合金,其熔點為199℃;但由于鋅極易氧化,可焊性差,很難制成優良的錫膏。而錫鉍(Sn52%Bi48%)合金由于其熔點溫度為139℃,雖然可焊性好,但熔點太低,可靠性較差。同時,典型無鉛錫膏合金(如:Sn96.5%Ag3.5%, Sn96.5%Ag3%Cu0.5%等)由于所需再流峰值溫度較高,容易對耐熱性差的元件或PCB造成損傷,因此錫銀銅Sn96.5%Ag0.3%Cu0.7和錫鉍銅Sn82.5%Bi17%Cu0.5無鉛錫膏成為當前開發研究的方向。

      綜上所述我們認為第二代高性價比無鉛錫膏主要是以無鉛化、無鹵化、低銀化以及多品種方向發展。目前市場上主要品種有低銀錫銀銅和低溫錫鉍銅無鉛錫膏。目前將是個多品種的無鉛錫膏時代,以適應環保、能源和成本的挑戰。

       我們深信隨著科學技術的進步,可靠性數據的積累以及大量的生產實踐,最終將出現一種或幾種無鉛錫膏來取代有鉛錫膏,以完成無鉛化的轉換。

       25年流矢般的過去,勇全也走過10年艱苦歷程。未來25年,將是我國從SMT大國走向SMT強國的時期,我們應該盡早制訂中國SMT工程發展路線圖,以適應國際競爭的形勢。“奮斗不止,生命不息”,讓我們為SMT事業再創輝煌而努力奮斗吧!

 

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