生产管理文件集合-关于焊接方法中无铅锡问题与对策（DOC 6页）

关于焊接方法中无铅锡问题与对策
随着产品小型化，高密度实装基板、微细间距部品、多层基板开发的
急速发展，伴随着锡丝的无铅化、锡焊接自身就变得更困难了，因此
必须重新研究焊接方法。
在 SMT、再流焊的附加焊接工程及局部焊接的领域，微细化程度高
且多种多样的手工焊与机器人的无铅锡焊接技术的确立也成了当务
之急。
1 研究目的
关于无铅锡焊接，我们想就焊接机器人与手工焊的锡焊接方法中面
临的问题、具体分析其原因、从对现场有帮助务实的观点出发介绍无
铅锡焊接的对策： ①锡丝飞溅对策；②漏焊、短接等的对策；③烙
铁头氧化及助焊剂碳化的防止；④烙铁头寿命的延长；⑤对产品的热
影响。
实验中使用的共晶锡丝为 UXE-21《Sn60-Pb40》、无铅锡丝为 UXE-
51《Sn-Ag3-Cu0．5》。
2 研究内容
2．1 焊接温度的上升与锡球、助焊剂的飞溅
往高温的烙铁头上供给含助焊剂的锡丝(以后简称：锡丝)，则锡丝
中的助焊剂会因受热膨胀而破裂。这造成锡丝飞溅的原因之一。众所
周知，跟以前的共晶锡丝相比，无铅锡丝的溶点高。然而，锡丝中所
含有的助焊剂会因为温度的升高而导致其活性降低的问题尚未受到
重视。可以认为如果按无铅锡丝的溶点来提高烙铁头温度，助焊剂的
活性反而会降低而失去作业性。(注：开发用于焊接机器人的含助焊
剂的锡丝即使在高温下也不会失去活性力，比用于手工焊的锡丝在一
定程度更具有耐热性。)
通常，烙铁头温度多被设定在 320～340℃上下，比锡丝的溶点高
150℃左右。此时，锡丝的温度若与室温一致视为 25℃，那么两者的
温度差则为 300℃以上。如果烙铁头温度设定为 400℃，温度差就变
得更大，对锡丝的热冲击也就更大。我们做了以下实验，把烙铁头温
度分别设定为 320℃和 400℃，往烙铁头上送同量的锡丝，观察锡球、
助焊剂等飞溅程度。其结果如图 1、图 2 所示。经观察，烙铁头温度
设定为 400℃，飞溅很明显地增加。由此可知，高温时的热冲击是造
成助焊剂及锡球飞溅的原因之一。
那么，应该如何去缓和此热冲击呢?为了防止锡丝的飞溅，虽然有把
锡丝送入 V 形槽的方法，但是在使用无铅锡丝时锡丝会迅速硬化，所
以不能称之为万全。因此，下面我们介绍通过加热锡丝从而减轻热冲
击的预热方法。图 3 为本公司的焊接机器人烙铁部中，通过加热器一
边加热一边送锡的照片。
如图所示，在对锡丝进行预热的情况下，我们做了相同的飞溅实验。
结果，与没有对锡丝进行预热时相比，具有很明显的差别。
比较图 1 与图 4、图 2 与图 5，可发现锡球、助焊剂的飞溅大量减少了。
由此可知，对锡丝进行预热后的飞溅量比没有预热时明显减少。