很多人都認為，只要把無鉛焊料直接添加到現(xiàn)有的波峰焊機中，就可以實現(xiàn)由錫鉛（SnPb)向無鉛的轉(zhuǎn)變。還有人認為，認為有必要在無鉛工藝中采用一種新型的波峰焊機。

其實由于表面貼裝元件占有優(yōu)勢地位，目前的再流焊接工藝已將重點放到無鉛制造中。波峰焊接也必須向無鉛技術(shù)轉(zhuǎn)變，以避免同一個組件上含鉛合金與不含鉛合金混合到一起。這也是很多生產(chǎn)者需要考慮的問題。

對于無鉛波峰焊行業(yè)來說，利好的是隨著無鉛生產(chǎn)的不斷增長，許多制造廠家正通過不同的途徑尋求通過將現(xiàn)有的波峰焊機升級，滿足無鉛組件的需求，以節(jié)省資金的方法。而且很多都做得很成功，就像我公司深圳市偉達科電子設(shè)備有限公司。

要使無鉛峰焊接工藝獲得成功，就必須考慮改變整個工藝。因為大多數(shù)無鉛焊料都具有良好的可焊性，但是，與錫鉛焊料比較，卻呈現(xiàn)出潤濕性下降的特性。由于潤濕性是焊接的一個關(guān)鍵因素，并受到多個變量的影響，因此焊接工藝需要調(diào)整，這些變化將會影響機器參數(shù)的絕大部分。公司在研發(fā)新產(chǎn)品的時候很好的考慮到了這方面。

由于無鉛合金的潤濕特性不如錫鉛焊料的好，所以，使用優(yōu)良的焊劑化合物是至關(guān)重要的。此外，無鉛焊接所需的較高溫度，要求焊劑化合物能夠承受高達130℃的預熱溫度和280℃的液化焊料溫度下長達3秒鐘。一般建議使用無揮發(fā)性有機化合物（VOC free)的水基焊劑。

無鉛合金的錫含量明顯要比錫鉛焊料的高，而且無鉛合金需要更高的工藝溫度。許多產(chǎn)品都是漸進式地轉(zhuǎn)向無鉛化，而許多制造廠家正在生產(chǎn)兼容無鉛產(chǎn)品的波峰焊機。

根據(jù)公司研發(fā)人員的不斷測試，無鉛波峰焊接的預熱要求，傳送速度為120mm/min的加熱區(qū)長度需達1.8米，而傳送速度大于180mm/min的加熱區(qū)長度需達2.4米。有效的升級方法是：用一種外置的焊劑噴涂機替代現(xiàn)有的焊劑噴涂機。這不僅可以改善焊劑應用的質(zhì)量，還可以釋放波峰焊機內(nèi)的空間。

同時研發(fā)人員還發(fā)現(xiàn)，對于熔點為217℃的錫-銀-銅合金（SnAgCu）,焊錫鍋的溫度應在260°-270℃之間。對于高熔點的合金，如錫-銅（SnCu),焊接溫度可在270°-280℃之間。

由于無鉛合金的潤濕特性較差，需要較長的接觸時間，所以，通常都要改變層流焊嘴的特性。通常會減小芯片與層流波之間的距離，以便最大限度地減少接觸點之間的溫度下降。增加層流波長度可以改善潤濕性，同時可以提高預熱量，產(chǎn)生類似的效果。降低層流波的壓力頭高度，可以減小溢出焊料的距離，從而減少浮渣量。

現(xiàn)有的波峰焊機需要較新的焊劑噴淋裝置進行升級，以適用于揮發(fā)性有機化合物（VOC）水基焊劑的加工處理。超聲或噴嘴類型的焊劑噴涂設(shè)備效果最好，因為焊劑的液滴尺寸是可以控制的，而且在整個印制電路板（PCB）上可以噴涂連續(xù)均勻的圖形。使用無揮發(fā)性有機化合物的焊劑，可以獲得最小尺寸的液滴，可以得到良好的通孔滲透。

在載入芯片或?qū)恿鞑〞r，為達到較高的溫度，避免PCB過熱，常常需要一個較長的預熱區(qū)。PCB頂部達到適當?shù)念A熱溫度，對于降低焊接缺陷的影響最大。把從板子底部進行遠紅外加熱的方法，與從板子頂部進行對流加熱的方法結(jié)合在一起，可使PCB獲得最佳得預熱效果。

與錫鉛焊料比較，大多數(shù)無鉛合金由于增加了錫的含量，在焊料液化時會很快氧化。由于工藝溫度較高，就會很快形成由錫氧（SnO and SnO2)構(gòu)成的氧化物和浮渣。焊錫鍋中的惰性氮氣氛使得液化焊料盡量少暴露于氧氣氛下,從而減少浮渣量。降低氧化的速率并聚焦浮渣，可明顯提高焊料性能。

裸銅上的OSP涂層很快取代了傳統(tǒng)的熱風整平（HASL）板涂層，使得人們必須權(quán)衡鉛污染和銅污染的潛在影響問題。由于無鉛波峰焊接得到廣泛應用，由于無鉛合金的銅的溶解速率較高要求增加對焊錫鍋的保養(yǎng)維護，引發(fā)了一系列的問題。

在長時間的操作過程中，焊錫鍋中某些無鉛合金的流動逐漸緩慢下來。這是由于焊錫鍋底部的銅-錫金屬間化合物（CuSn)的聚集所造成的。使用標準的錫鉛波峰焊接，其銅-錫金屬間化合物是流動的，這類問題就不存在了。

在標準的錫-鉛波峰焊爐中，像銅這樣的雜質(zhì)在其聚集時與錫形成金屬間化合物。降低焊鍋的溫度，讓焊鍋閑置幾個小時，撇去其表面的浮渣，可以輕松地去除金屬間化合物。這種方法很奏效，因為銅-錫金屬間化合物（CuSn)的密度為8.28,而錫-鉛(SnPb)的密度為8.80,銅-錫金屬間化合物可以流動。對錫鉛焊爐進行周期性的保養(yǎng)維護，可使銅含量保持在0.15-3%之間，這一范圍是可以接受的。錫-銅或錫-銀-銅無鉛焊料合金的密度小于錫鉛焊料的密度。

銅-錫金屬間化合物不是在表面上浮動，而是滲透于無鉛合金中，并彌散于整個焊錫鍋中。此外，有些無鉛合金溶解銅速度也比錫-鉛的快。這是由于銅聚集和焊錫鍋的雜質(zhì)以較快的速率形成的結(jié)果，這樣，就需要經(jīng)常性地更換焊錫鍋中的焊料，或進行徹底的清理。

根據(jù)研究結(jié)果，我們建議，當裝有無鉛合金的焊錫鍋中的銅雜質(zhì)達到1.55%時，必須倒掉焊錫鍋合金活性就低。超過這個值，多數(shù)無鉛合金活性就低，銅雜質(zhì)高于1.9-2.0%時，就會損壞渦輪、導流板和焊錫鍋。

由于在高溫下，錫是有腐蝕性的，所以，許多無鉛合金會導致用于渦輪、導流板和焊錫鍋中的基體金屬腐蝕。許多基體金屬如不銹鋼或鑄鐵的表面，常常會出現(xiàn)銹斑，而且在延長與無鉛合金的接觸時間后開始溶解。這樣的瀝濾過程，將釋放出鐵（Fe)粒子，使得焊料合金遭受污染。

在使用無鉛合金時，焊錫鍋材料，如不銹鋼，僅經(jīng)幾個月的操作后就會被損壞。使用高標號的不銹鋼在某種程度上會降低這種效應，已有抗腐蝕的表面涂層申請了專利。然而，因為需用較高水準的保養(yǎng)維護，才能去除浸入焊錫鍋底部的銅金屬間化合物，表面涂層有可能會出現(xiàn)劃痕。一段時間之后，劃痕增多會破壞表面涂層，結(jié)果導致基體金屬腐蝕，焊錫鍋受到污染。在沒有保護的情況下，用這些基體金屬制成的零部件，在僅僅使用了一、二年的時間后，其質(zhì)量就會下降到需要更換的程度。

傳統(tǒng)的基體金屬制造的焊料泵和導流板，應用于無鉛焊接中，會頻率發(fā)生磨損，引起人們重新考慮鈦的使用問題。改裝盒可替代渦輪、導流板和焊料噴嘴，其零部件都是用鈦制造的，可滿足無鉛應用的長期使用要求

可將鈦焊爐襯裝到現(xiàn)有的鑄鐵焊爐內(nèi)，這樣，現(xiàn)有的波峰焊機就可用于無鉛工藝中了可將這種鈦質(zhì)的爐襯用于各種不同類型的波峰焊機的改裝。這種方法不存在鐵溶解的問題，可使焊料雜質(zhì)降到最低限度，而且不需對焊錫鍋進行周期性的傾倒。