⑴ 一般pcb板的密度和比热容是多少电镀的铜呢
这个每个公司都有其固定的计算方法，有些是根据镀层厚度还有不同电镀线用不同的电镀效率来计算的，像有个公式：镀层厚度=电流密度X电镀时间X电镀常数X电镀效率，一般二铜电流密度用1.0-3.0ASD之间，电锡用0.8-2.0ASD之间
⑵ 关于如何通过焊盘间距算出合理的过孔
可以把设计栅格和显示栅格设置为焊盘间距的一半，然后把原点设置在焊盘上。然后勾选选项中的捕获至栅格。这样就可以放到中心了。希望对你有帮助。
⑶ 焊盘怎样设计才能使焊点焊接饱满
对于同一个元件，凡是对称使用的焊盘（如片状电阻、电容、SOIC、QFP等），设计时应严格保持其全面的对称性，即焊盘图形的形状与尺寸应完全一致。以保证焊料熔融时，作用于元器件上所有焊点的表面张力（也称为润湿力）能保持平衡（即其合力为零），以利于形成理想的焊点。
以下分类讲一下不同类型元器件的焊盘设计要求：
一、片式（Chip）元件焊盘设计应掌握以下关键要素
对称性：两端焊盘必须对称，才能保证熔融焊锡表面张力平衡；对于小尺寸的元件0603、0402、0201等，两端融焊锡表面张力的不平衡，很容易引起元件形成“立碑”的缺陷。
焊盘间距：确保元件端头或引脚与焊盘恰当的搭接尺寸；
焊盘剩余尺寸：搭接后的剩余尺寸必须保证焊点能够形成弯月面；
焊盘宽度：应与元件端头或引脚的宽度基本一致。
A ：焊盘宽度
B ：焊盘长度
G ：焊盘间距
S ：焊盘剩余尺寸
在实际生产中，最常见到0402元件焊盘设计不合理，造成缺陷比较多，在这里，给大家一个0402元件的优选焊盘设计方案，这个方案在生产实际中效果比较好，缺陷率极低。
0402优选焊盘各项参数及焊盘图形：
A=0.7-0.71
B=0.38
G=0.52
S=0.14
焊盘的两端可以设计成半园形，焊接后的焊点比较饱满。
二、SOP及QFP设计原则：
1、 焊盘中心距等于引脚中心距；
2、 单个引脚焊盘设计的一般原则
Y=T+b1+b2=1.5~2mm （b1=0.3～1.0mm b2=0.3～0.7mm）
X=1~1.2W
3、 相对两排焊盘内侧距离按下式计算（单位mm）
G=F-K
式中：G—两排焊盘之间距离，
F—元器件壳体封装尺寸，
K—系数，一般取0.25mm，
SOP包括QFP的焊盘设计中，需要注意的就是上面第2条中的b1和b2两个参数。良好的焊点可以看下面的图，在这个图里，前面称为的焊点的脚趾，后面称为焊点的脚跟，一个合格的焊点，必须包含这两部分，缺一不可，而且焊点的强度也是靠这两个部位来保证的，尤其是脚跟部位。在一些设计不良的案例中，或者是b2太短，或者b1太短，导致的结果就是无法形成合格的焊点。
三、BGA的焊盘设计原则
1、PCB上的每个焊盘的中心与BGA底部相对应的焊球中心相吻合；
2、PCB焊盘图形为实心圆，导通孔不能加工在焊盘上；
3、与焊盘连接的导线宽度要一致，一般为0.15mm~0.2mm；
4、阻焊尺寸比焊盘尺寸大0.1mm~0.15mm；
5、焊盘附近的导通孔在金属化后，必须用阻焊剂进行堵塞，高度不得超过焊盘高度；
6、在BGA器件外廓四角加工丝网图形，丝网图形的线宽为0.2mm~0.25mm。
BGA器件的焊盘形状为圆形，通常PBGA焊盘直径应比焊球直径小20%。焊盘旁边的通孔，在制板时须做好阻焊，以防引起焊料流失造成短路或虚焊。BGA焊盘间距应按公制设计，由于元件手册会给出公制和英制两种尺寸标注，实际上元件是按公制生产的，按英制设计焊盘会造成安装偏差。
上面提到的PBGA是塑封体，有铅PBGA的焊球的材料为63Sn37Pb，与有铅焊料的成份是一致的，在焊接过程中与焊料同时融化，形成焊点。无铅PBGA的焊球是SAC307或SAC305，与常用的无铅焊料的成份也比较接近，在焊接中也会融化，形成焊点。
但是还有一种BGA，封装体是陶瓷，称为CBGA，CBGA的焊球是高温焊料，其熔点远远高于常见的焊料，在焊接中，CBGA的焊球是不融化的，因此，CBGA的焊盘设计与PBGA的焊盘设计是不一样的。
具体设计参数可参考下图：
四、焊盘的热隔离
SMD器件的引脚与大面积筒箔连接时，要进行热隔离处理，否则会由于元件两端热量不均衡，造成焊接缺陷。
五、再流焊工艺导通孔的设置
1、 一般导通孔直径不小于0.75mm；
2、 除SOIC、QFP、PLCC 等器件外，不能在其它元器件下面打导通孔；
3、 导通孔不能设计在焊接面上片式元件的两个焊盘中间的位置；
4、 更不允许直接将导通孔作为BGA器件的焊盘来用；
5、 导通孔和焊盘之间应有一段涂有阻焊膜的细连线相连，细连线的长度应大于0.5mm；宽度大于0.4mm。
要绝对避免在表面安装焊盘以内设置导通孔，在距表面安装焊盘0.635mm以内设置导通孔，应该通过一小段导线连接，并用阻焊剂将焊料流失通道阻断，否则容易引起“立片”或“焊料不足”等缺陷。
六、插装元器件焊盘设计
1、 孔距为5.08mm或以上的，焊盘直径不得小于3mm；
2、 孔距为2.54mm的，焊盘直径最小不应小于1.7mm；
3、 电路板上连接220V电压的焊盘间距，最小不应小于3mm；
4、 流过电流超过0.5A（含0.5A）的焊盘直径应大于等于4mm；
5、 焊盘以尽可能大一点为好，对于一般焊点，其焊盘直径最小不得小于2mm。
插装元器件焊盘孔径设计
采用波峰焊接工艺时，元件插孔孔径，一般比其引脚线径大0.1 mm- 0.3mm为宜，其焊盘的直径应大于孔径的3倍。电阻、二极管的安装孔距应设计为标准系列7.5mm、10mm、12.5mm、15mm，电解电容的安装孔距应与元件引脚距一致，三极管的安装孔距应为2.54mm。
七、采用波峰焊工艺时，贴片元件的焊盘设计
采用波峰焊焊接片式元件时，应注意“阴影效应(缺焊)、‘桥接’(短路)”的发生，对于CHIP元件，应将元件的轴向方向垂直于PCB的传送方向，小的元件应在大的元件前面，间距应大于2.5mm；
采用波峰焊工艺时焊盘设计的几个要点
1、高密度布线时应采用椭圆焊盘图形，以减少连焊；
2、为了减小阴影效应提高焊接质量，波峰焊的焊盘图形设计时对于SOT、钽电容，延伸元件体外的焊盘长度，在长度方向应比正常设计的焊盘向外扩展0.3mm；
3、对于SOP，为防止桥接，对SOP最外侧的两对焊盘加宽，以吸附多余的焊锡；或设置工艺焊盘（也称为盗锡焊盘）。工艺焊盘是个空焊盘，作用就是吸收多余的焊锡，它的位置是在沿传送方向的最后一个焊盘的后面。
八、丝印字符的设计
1、一般情况需要在丝印层标出元器件的丝印图形，丝印图形包括丝印符号、元器件位号、极性和IC的第一脚标志，高密度窄间距时可采用简化符号，特殊情况可省去元器件的位号；
2、有极性的元器件，应按照实际安装位置标出极性以及安装方向；
3、对两边或四周引出脚的集成电路，要用符号（如：小方块、小圆圈、小圆点）标出第1号管脚的位置，符号大小要和实物成比例；
4、BGA器件最好用阿拉伯数字和英文字母以矩阵的方式标出第一脚的位置；
5、对连接器类元件，要标出安装方向、1号脚的位置。
6、以上所有标记应在元件安装框外，以免焊接后遮盖，不便于检查。
7、丝印字符应清晰，大小一致，方向尽量整齐，便于查找；
8、字符中的线、符号等不得压住焊盘，以免造成焊接不良。
⑷ 有铅和无铅的焊接时推拉力
传统的锡铅焊料在电子装联中已经应用了近一个世纪。Sn63／Pb37共晶焊料的导电性、稳定性、抗蚀性、抗拉和抗疲劳、机械强度、工艺性都是非常优秀的，而且资源丰富，价格便宜。是一种极为理想的电子焊接材料。
但由于铅污染人类的生活环境。据统计，某些地区地下水的含铅量已超标30倍（允许标准
一、 无铅焊接技术的现状
无铅焊料合金成分的标准化目前还没有明确的规定。IPC等大多数商业协会的意见：铅含量<0.1－0.2WT％（倾向<0.1％，并且不含任何其它有毒元素的合金称为无铅焊料合金。
1、 无铅焊料合金
无铅化的核心和首要任务是无铅焊料。据统计全球范围内共研制出焊膏、焊丝、波峰焊棒材100多种无铅焊料，但真正公认能用的只有几种。
（1） 目前最有可能替代Sn／Pb焊料的合金材料
最有可能替代Sn／Pb焊料的无毒合金是Sn基合金。以Sn为主，添加Ag、Cu、Zn、Bi、In、Sb等金属元素，构成二元、三元或多元合金，通过添加金属元素来改善合金性能，提高可焊性、可靠性。主要有：Sn－Bi系焊料合金，Sn－Ag共晶合金，Sn－Ag－Cu三元合金，Sn－Cu系焊料合金，Sn－Zn系焊料合金（仅日本开发应用），Sn－Bi系焊料合金，Sn－In和Sn－Pb 系合金。
（2） 目前应用最多的无铅焊料合金三元共晶形式的Sn95.8\Ag3.5\Cu0.7（美国）和三元近共晶形式的Sn96.5\Ag3.0\Cu0.5（日本）是目前应用最多的用于再流焊的无铅焊料。其熔点为216－220℃左右。
由于Sn95.8\Ag3.5\Cu0.7无铅焊料美国已经有了专利权，另外由于Ag含量为3.0WT％的焊料没有专利权，价格较便宜，焊点质量较好，因此IPC推荐采用Ag含量为3.0WT％（重量百分比）的Sn－Ag－Cu焊料。
Sn－0.7Cu－Ni焊料合金用于波峰焊。其熔点为227℃。
虽然Sn基无铅合金已经被较广泛应用，与Sn63\Pb37共晶焊料相比无铅合金焊料较仍然有以下问题：
（A）熔点高34℃左右。
（B）表面张力大、润湿性差。
（C）价格高
2、PCB焊盘表面镀层材料
无铅焊接要求PCB焊盘表面镀层材料也要无铅化，PCB焊盘表面镀层的无铅化相对于元器件焊端表面的无铅化容易一些。目前主要有用非铅金属或无铅焊料合金取代Pb－Sn热风整平（HASL）、化学镀Ni和浸镀金（ENIC）、Cu表面涂覆OSP、浸银（I－Ag）和浸锡（I－Sn）。
目前无铅标准还没有完善，因此无铅元器件焊端表面镀层的种类很多。美国和台湾省镀纯Sn和Sn/Ag/Cu的比较多，而日本的元件焊端镀层种类比较多，各家公司有所不同，除了镀纯Sn和/Sn/Ag/Cu外，还有镀Sn/Cu、Sn/Bi等合金层的。由于镀Sn的成本比较低，因此采用镀Sn工艺比较多，但由于Sn表面容易氧化形成很薄的氧化层、加电后产生压力、有不均匀处会把Sn推出来，形成Sn须。Sn须在窄间距的QFP等元件处容易造成短路，影响可靠性。对于低端产品以及寿命要求小于5年的元器件可以镀纯Sn，对于高可靠产品以及寿命要求大于5年的元器件采用先镀一层厚度约为1µm以上的Ni，然后再镀2－3µm厚的Sn。
3、 目前无铅焊接工艺技术处于过渡和起步阶段
虽然国际国内都在不同程度的应用无铅技术，但目前还处于过渡和起步阶段，从理论到应用都还不成熟。没有统一的标准，对无铅焊接的焊点可靠性还没有统一的认识，因此无论国际国内无铅应用技术非常混乱，大多企业虽然焊接材料无铅化了，但元器件焊端仍然有铅。究竟哪一种无铅焊料更好？哪一种PCB焊盘镀层对无铅焊更有利？哪一种元器件焊端材料对无铅焊接焊点可靠性更有利？什么样的温度曲线最合理？无铅焊对印刷、焊接、检测等设备究竟有什么要求。。。。都没有明确的说法。总之，对无铅焊接技术众说纷纭，各有一套说法、各有一套做法。这种状态对无铅焊接产品的可靠性非常不利。因此目前迫切需要加快对无铅焊接技术从理论到应用的研究。
二、 无铅焊接的特点和对策
1、 无铅焊接和焊点的主要特点
（1） 无铅焊接的主要特点
（A）高温、熔点比传统有铅共晶焊料高34℃左右。
（B）表面张力大、润湿性差。
（C）工艺窗口小，质量控制难度大。
（2） 无铅焊点的特点
（A）浸润性差，扩展性差。
（B）无铅焊点外观粗糙。传统的检验标准与AOI需要升级。
（C）无铅焊点中气孔较多，尤其有铅焊端与无铅焊料混用时，焊端（球）上的有铅焊料先熔，覆盖焊盘，助焊剂排不出去，造成气孔。但气孔不影响机械强度。
（D）缺陷多－由于浸润性差，使自定位效应减弱。
无铅焊点外观粗糙、气孔多、润湿角大、没有半月形，由于无铅焊点外观与有铅焊点有较明显的不同，如果有原来有铅的检验标准衡量，甚至可以认为是不合格的，但对于一般要求的民用电子产品这些不影响使用质量。因此要说服客户理解，这是因为无铅焊接润湿性差造成的。随着无铅技术的深入和发展，由于助焊剂的改进以及工艺的进步，无铅焊点的粗糙外观已经有了一些改观，相信以后会有更好的进步。
2、 无铅波峰焊特点及对策
无铅波峰焊接的主要特点也是高温、润湿性差、工艺窗口小。质量控制难度比再流焊更大。
（1） 用对波峰焊的焊料通常采用Sn－0.7Cu或Sn－0.7Cu－0.05Ni，熔点227℃，焊接温度250－260℃。Sn－Cu焊料中加入少量的Ni可增加流动性和延伸率。波峰焊也可以使用Sn/Ag/Cu，一般不推荐用Sn/Ag/Cu焊料，除了因为Sn/Ag/Cu焊料的成本比较高，另外Ag也会腐蚀Sn锅，而且腐蚀作用比Sn更严重。
（2） 无铅波峰焊接Sn锅中焊料温度高达250－260℃，Sn在高温下有溶蚀Sn锅的现象，温度越高熔蚀性越严重，而且无铅焊料中Sn成分占99％，比有铅焊料多40％，如果采用传统的不锈钢锅胆进行无铅焊，大约三个月就会发生漏锅现象。因此要求波峰焊设备的Sn锅，喷嘴耐高温、耐腐蚀，目前一般采用钛合金钢锅胆，
由于无铅焊料的浸润性差，工艺窗口小，焊接时为了减小PCB表面的温度差，要求Sn锅温度均匀，
（3） 由于高熔点，PCB预热温度也要相应提高，一般为100－130℃。为了PCB内外温度均匀，预热区要加长。使缓慢升温。焊接时间3－4s。两个波之间的距离要短一些。
（4） 对于大尺寸的PCB，为了预防PCB变形，传输导轨增加中间支撑。
（5） 由于高温，为了防止焊点冷却疑固时间过长造成焊点结晶颗粒长大，波峰焊设备应增加冷却装置，使焊点快速降温。但是冷却速度过快又可能对陶瓷体结构的CHIP元件伤害，有可能会使无件产生开裂，因此还要控制不要过快冷却。另外对Sn锅吹风会影响焊接温度，因此还要考虑采用适当的冷却手段。
（6） 由于高温和浸润性差，要提高助焊剂的活化温度和活性，工艺上可增加一些助剂涂覆盖。
（7） 要密切关注Sn－Cu焊料中Cu的比例，Cu的成分达0.2％，液相温度改变多达6℃。这样的改变可能导致动力学的改变以及焊接质量的改变。Cu比例超过1％，必须换新焊料。由于Cu随工作时间不断增多，因此一般选择低Cu合金。
（8） 波峰焊时通孔元件插装孔内上锡高度可能达不到75％（传统Sn\Pb要求75％），因此要求从PCB孔径比的设计、助焊剂活性与涂覆量、波峰温度、波峰高度、导轨的倾斜角度等方面综合考虑。
（9） 由于高温，Sn会加速氧化，因此无铅波峰焊工艺还有一个很大的缺点是产生大量的残渣，充氮气（N2）可以减少焊Sn渣的形成。当然也可以不充N2，或者加入无铅锡渣还原粉，将产生大量的残渣还原后重复利用，但一定要比有铅焊接更注意每天的清理和日常维护。
（10） 波峰焊后分层LIFT－OFF（剥离、裂纹）现象较严重。
三、 从有铅向无铅焊接过渡的特殊阶段存在的问题
1、 无铅工艺对元器件的挑战
（1） 耐高温
要考虑高温对元器件封装的影响。由于传统表面贴装元器件的封装材料只要能够耐240℃高温就能满足有铅焊料的焊接温度了，而无铅焊接时对于复杂的产品焊接温度高达260℃，因此元器件封装能否耐高温是必须考虑的问题了。
另外还要考虑高温对器件内部连接的影响。IC的内部连接方法有金丝球焊、超声压焊，还有倒装焊等方法，特别是BGA、CSP和组合式复合元器件、模块等新型的元器件，它们的内部连接用的材料也是与表面组装用的相同的焊料，也是用的再流焊工艺。因此无铅元器件的内连接材料也要符合无铅焊接的要求。
（2） 焊端无铅化
有铅元器件的焊端绝大多数是Sn／Pb镀层，而无铅元器件焊端表面镀层的种类很多。究竟哪一种镀层最好，目前还没有结论，因此还有待无铅元器件标准的完善。
2、 无铅工艺对PCB的挑战
无铅工艺要求PCB耐热性好，较高的玻璃化转变温度Tg，低热膨胀系数，低成本。
（1） 无铅工艺要求较高的玻璃化转变温度Tg
Tg是聚合物特有的性能，是决定材料性能的临界温度。在SMT焊接过程中，焊接温度远远高于PCB基板的Tg，无铅焊接温度比有铅高34℃，更容易PCB的热变形，冷却时损坏元器件。应适当选择Tg较高的基PCB材料。
（2） 要求低热膨胀系数（CTE）
当焊接温度增加时，多层结构PCB的Z轴与XY方向的层压材料、玻璃纤维、以及Cu之间的CTE不匹配，将在Cu上产生很大的应力，严重时会造成金属化孔镀层断裂而失效。这是一个相当复杂的问题，因为它取决于很多变量，如PCB层数、厚度、层压材料、焊接曲线、以及Cu的分布、过孔的几何形状（如纵横比）等。
克服多层板金属化孔断裂的措施：
凹蚀工艺一-电镀前在孔内侧除掉树脂／玻璃纤维。
以强金属化孔壁与多层板的结合力。
凹蚀深度为13－20µm。
（3） 高耐热性
FR－4基材PCB的极限温度为240℃，对于简单产品，峰值温度235－240℃可以满足要求，但是对于复杂产品，可能需要260℃才能焊好。因此厚板和复杂产品需要采用耐高温的FR－5。
（4） 低成本
由于FR－5的成本比较高，对于一般消费类产品可以采用复合基CEMn来替代FR－4基材，CEMn是表面和芯部由不同材料构成的刚性复合基覆铜箔层压板，简称CEMn代表不同型号。
四、 无铅工艺对助焊剂的挑战
（1） 无铅工艺对助焊剂的要求
（A）由于焊剂与合金表面之间有化学反应，因此不同合金成分要选择不同的助焊剂。
（B）由于无铅合金的浸润性差，要求助焊剂活性高。
（C）提高助焊剂的活化温度，要适应无铅高温焊接温度。
（D）焊后残留物少，并且无腐蚀性，满足ICT探针能力和电迁移。
（2） 焊膏印刷性、可焊性的关键在于助焊剂。
确定了无铅合金后，关键在于助焊剂。例如有8家焊膏公司给某公司提供相同合金成份的无铅焊膏进行试验，试验结果差别很大。润湿性好的焊膏后不立碑，润湿性差的湿膏焊上后电阻、电容移位比较多。因此，选择焊膏要做工艺试验，看看印刷性能否满足要求，焊后质量如何。例如印刷时焊膏的滚动性、填充性、脱膜性是否好，间隔1个小时观察印刷质量有无变化、测1－8小时的黏度变化等等。总之要选择适合自己产品和工艺的焊膏。
（3） 无铅焊剂必须专门配制焊膏中的助焊剂是净化焊接表面,提高润湿性,防止焊料氧化和确保焊膏质量以及优良工艺性的关键材料。高温下助焊剂对PCB的焊盘，元器件端头和引脚表面的氧化层起到清洗作用，同时对金属表面产生活化作用。
免清洗Sn－Pb焊膏已经使用了多年，而且已是成熟的技术。早期无铅焊膏的做法是简单地将Sn－Pb焊料免清洗焊剂和无铅合金混合，结果很糟糕。焊膏中助焊剂和焊料合金间的化学反应影响了焊膏的流变特性，流变性对印刷性能至关重要。
由于无铅合金的浸润性差，要求助焊提高活性，提高活化温度的道理，下面再进一步分析：无论有铅焊接还是无铅焊接，助焊剂浸润区是控制焊接接的关键区域，助焊酸在常温下不能和Cu20起反应，就是分解反应，在分解反应时会发出热量，释放激活能。有铅焊接时，助焊剂的活性反应恰好在焊料的熔点183℃之前，对金属表面进行清洗，焊料熔化时使金属表面获得激活能，从而能够起到降低熔融焊料的黏度和表面张力，提高浸润性的作用，有利于扩散、溶解形成金属间合金层。但是无铅焊接时，熔点为217℃，比有铅高34℃，而无铅助焊剂的主要成份也是松香脂，如果使用传统的助焊剂，在183℃焊料熔化前焊膏中的助焊剂已经结束化反应，再从183℃上升到217℃，由于助焊剂长时间处在高温下，不仅起不到清洗耳恭听和活化作用，还可能造成助焊剂碳化，严重时会使PCB焊盘，元件引脚和焊膏中的焊料合金在高温下重新氧化而造成焊接不良。
因此无铅焊剂必须专门配制，随着无铅进程的深入，由于焊料厂商的努力，他们在活化剂等添加剂上采取措施来提高助焊剂的活性和活化温度，使无铅焊膏质量得到了改善。目前的无铅焊点从外观上看已经比前几年有了改善。
（4） 波峰焊中无VOC免清洗耳恭听焊剂也需要特殊配制。无铅焊膏和波峰焊的水溶性焊剂对某些产品也是需要的。
4、关于过度时期无铅焊接可靠性的讨论
关于无铅焊接可靠性问题是制造商和用户都十分关心的问题。尤其是当前正处在从有铅向无铅焊接过渡的特殊阶段，无铅材料、印刷板、元器件、检测等方面都没有标准，甚至可靠性的测试方法也没有标准的情况下，可靠性是非常让人们担忧的。现阶段的无铅工艺，特别是在国内处于比较混乱的阶段，由于有铅和无铅混用时，特别是当无铅焊端的元器件采用有铅焊料和有铅工艺时发生严重的可靠性问题，这些问题不仅是当前过渡阶段无铅焊接要注意，而且对于过渡阶段的有铅焊接也是要注意的问题。
（1）焊点机械是比较软的，容易变形，因此无铅焊点的硬度比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，但是这些并不等于无铅的可靠性好。由于无铅焊料的润湿性差，因此空洞、移位、立碑等焊接缺陷比较多，另外由于熔点高，如果助焊剂的活化温度不能配合高熔点，正如前面分析的那样，由于助焊剂浸润区的温度、时间长，会使焊接面在高温下重新氧化而不能发生浸润和扩散，不能形成良好的界面合金层，其结果导致焊面结合强度（抗拉强度）差而降低可靠性。
据美国伟创立，AGILENT等公司的可靠性试验，例如推力试验，弯曲试验，振动试验，跌落试验，经过潮热，高低温度循环等可靠性试验结果，大体上都有一个比较相近的结论：大多数民用、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要求还高；便在使用应力高的地方，例如军事，高低温，低气压等恶劣环境下，由于无铅蠕变大，因此无铅比有铅的可靠性差很多。
关于无铅焊点的可靠性（包括测试方法）还在初期的研究阶段。
（2）锡须问题
SN在压缩状态会生长晶须（WHISKER），严重时会造成短路，要特别关注窄间距QFP封装元件。晶须是直径为1－10µm，长度为数µm－数＋µm的针状形单晶体，易发生在Sn、Zn、Cd、Qg等低熔点金属表面。
Sn须增长的根本原因是在Sn镀层上产生应力，室温下1.5个月晶须长度达1.5µm。
在Sn中加一些杂质可避免生长Sn须。
（3）分层LIFT－OFF（剥离、裂纹）现象
无铅和有铅混用时，如果焊接中混入的铅超过标准>5％时，焊接后在焊占与焊端交界处会加剧公层LIFT－OFF（剥离、裂纹）现象。LIFT－OFF现象在有铅元件采用无铅波峰焊的工艺中比较多，严重时甚至会把PCB焊盘一起剥离开。因此过渡阶段波峰焊的焊盘设计可采用SMD（阻焊定义焊盘）方式，用阻焊膜压住焊盘四周，这样可以减轻或避免PCB焊盘剥离现象。
关于分层LIFT－OFF（剥离、裂纹）现象的机理还要继续研究。当焊料、元件、PCB全部无铅化后是否不会产生LIFT－OFF会现象了，也要继续研究。
元件的Sn－Pb镀层发生的LIFT－OFF
（4） 铅和有铅混用时可靠性讨论
① 无铅焊料中的铅对长期可靠性的影响是一个课题，需要更进一步研究。初步的研究显示；焊点中铅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权界面处，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％的铅可以决定无铅焊料的疲劳寿命，但与Sn－Pb焊料相比，可靠性相差不大。无铅焊料与有铅焊端混有时要控制焊点中铅含量<0.05％。
目前正处在无铅和有铅焊接的过度转变时期，大部分无铅工艺是无铅焊料与有铅引脚的元件混用。在“无铅”焊点中，铅的含量可能来源于元件的焊端、引脚或BGA的焊球。
无铅焊料与有铅焊端混用时气孔多，这是因为有铅焊端与无铅焊料混用时，焊端（球）上的有铅焊料先熔，覆盖焊盘，当无铅焊料合金熔化时，焊膏中的助焊剂排不出去造成气孔。对于波峰焊，由于元件引脚脖子Sn－Pb电镀层不断融解，焊点中铅的含量需要进行监测。
② 有铅焊接与无铅焊端混用的质量最差
有铅焊料与无铅焊端混用时如果采用有铅焊料的温度曲线，有铅焊料先熔，而无铅焊端（球）不能完全熔化，使元件一侧的界面不能生成金属间合金层，BGA、CSP－侧原来的结构被破坏而造成失效，因此有铅焊料与无铅焊端混用时质量最差。BGA、CSP无铅焊球是不能用到有铅工艺中的。
（5） 高温对元件的不利影响
陶瓷电阻和特殊的电容对温度曲线的斜率(温度的变化速率)非常敏感,由于陶瓷体与PCB的热膨胀系数CTE相差大（陶瓷：3－5，PCB：17左右），在焊点冷却时容易造成元件体和焊点裂纹，元件开裂现象与CTE的差异、温度、元件的尺寸大小成正比。0201、0402、0603小元件一般很少开裂，而以上的大元件发生开裂失效的机会较多。
铝电解电容对清晰度极其敏感。
连接器和其他塑料封装元件（如QFP、PBGA）在高温时失效明显增加。主要是分层、爆米花、变形等、粗略统计，温度每提高10℃，潮湿敏感元件（MSL）的可靠性降1级。解决措施是尽量降低峰值温度；对潮湿敏感元件进行去潮烘烤处理。
（6） 高温对PCB的不利影响
高温对PCB的不利影响在第三节中已经做了分析，高温容易PCB的热变形、因树脂老化变质而降低强度和绝缘电阻值，由于PCB的Z轴与XY方向的CTE不匹配造成金属化孔镀层断裂而失效等可靠性问题。
解决措施是尽量降低峰值温度，一般简单的消费类产品可以采用FR－4基材，厚板和复杂产品需要采用耐高温的FR－5或CEMn来替代FR－4基材。
（7） 电气可靠性
回流焊、波峰焊、返修形成的助焊剂残留物，在潮湿环境和一定电压下，导电体之间可能会发生电化学反应，导致表面绝缘电阻（SIR）的下降。如果有电迁移和枝状结晶（锡须）生长的出现，将发生导线间的短路，造成电迁移（俗称“漏电”）的风险。为了保证电气可靠性，需要对不同免清洗助焊剂的性能进行评估。
（8） 关于无铅返修
① 无铅焊料的返修相当困难，主要原因：
（A）无铅焊料合金润湿性差。
（B）温度高（简单PCB235℃，复杂PCB260℃）。
（C）工艺窗口小。
② 无铅返修注意事项：
（A）选择适当的返修设备和工具。
（B）正确作用返修设备和工具。
（C）正确选择焊膏、焊剂、焊锡丝等材料。
（D）正确设置焊接参数。
除了要适应无铅焊料的高熔点和低润湿性。同时返修过程中一定要小心，将任何潜在的对元件和PCB的可靠性产生不利影响的因素降至最低。
（9） 关于过度时期无铅和有铅混用情况总结。
（A）无铅焊料和无铅焊端――效果最好。
（B）无铅焊料和有铅焊端――目前普通使用，可以应用，但必须控制Pb，Cu等的含量，要配制相应的助焊剂，还要严格控制温度曲线等工艺参数，否则会造成可靠性问题。
（C）有铅焊料和无铅焊端――效果最差，BGA、CSP无铅焊球是不能用到有铅工艺中的，不建议采用。
五、 过渡阶段有铅、无铅混用应注意的问题
1、 问题举例
（1） 有铅工艺也遇到了无铅元器件有的SMT加工厂，虽然还没有启动无铅工艺，但是也遇到了无铅元器件，特别是BGA／CSP和LLP。有的元件厂已经不生产有铅的器件了，因此采购不到有铅器件了，这种知道采购的器件是无铅的情况还不可怕，因为可以通过提高焊接温度，一般提高到230－235℃就可以。还有一种措施可以采用无铅焊料和无铅工艺，因为目前过度阶段普遍情况是无铅焊料和有铅焊端混用，其可靠性还是可以被接受的。但是最糟糕的是无意中遇到了无铅元器件，生产前没有发现，生产中还是采用有铅焊料和有铅工艺，结果非常糟糕，因为有铅焊料和无铅焊端混用效果最差。
（2） 有铅工艺也遇到纯Sn热风整平的PCB。
这种情况也是在无意中发生过，结果由于焊接温度不够造成质量问题。
（3） 波峰焊问题
波峰焊问题比较多，例如目前有铅工艺遇到无铅元器件；无铅工艺的插装孔，导通孔不上锡；分层LIFT－OFF现象较严重；桥接、漏焊等缺陷多；锡锅表面氧化物多。。。。。
2、 解决措施
（1） 备料
备料要注意元器件的焊端材料是否无铅，如果是无铅元器件，一定要弄清楚是什么镀层材料，特别是BGA／CSP和新型封装的器件，例如LLP等（有铅工艺也要注意）。
目前无铅标准还没有完善，因此无铅无器件焊端表面镀层的种类很多，例如日本的元件焊端镀Sn／Bi层，如果焊料中含有铅，当铅含量<4WT％，Bi会与Pb形成93℃的低熔点，影响产品可靠性，因此镀Sn／Bi的元件只能在无铅焊料中使用。
（2） 物料管理
对于有铅、无铅两种工艺并存的企业，务必注意制造严格的物料管理制度，千万不能把有铅、无铅的焊膏和元器件混淆。
（3） 无铅印刷要提高印刷精度
加大模板开口尺寸：宽厚比>1.6，面积比>0.71
（4） 提高贴片精度
（5） 严格控制温度曲线，尽量降低峰值温度；
对潮湿敏感元件进行去潮烘烤。
（6） 复杂和高可靠产品采用耐高温的PCB材料（FR5或其它）
（7） 在N2中焊接比在空气中焊接的质量好，尤其波峰焊采用N2可以减少高温焊料氧化，减少残渣，节省焊料。或者加入无铅锡渣还原粉，将产生大量的残渣还原后重复利用，但一定要比有铅焊接更注意每天的清理和日常维护。
六、有铅向无铅制程转换过程中成本控制
在有铅向无制程转换过程中成本控制主要从机器成本和制程材料消耗成本两方面考虑。
目前相当多的企业已购置有铅焊接工艺所使用的机器（波峰焊）在各种性能及操作性方面已经接近无铅焊接的工艺要求，将现在所使用的机器关键部分的部件材质及尺寸作出对应的改造即可继续使用在要求不是十分高的电子产品加工工艺当中。
普通波峰焊机改无铅波峰焊机可行性分析
普通锡和无铅锡的焊接温度区别:
a普通锡的焊接温度245℃
b无铅锡的焊接温度270℃
普通锡和无铅锡的焊接用助焊剂预热温度区别
a普通锡的焊接用助焊剂预热温度90℃
b无铅锡的焊接用助焊剂预热温度110℃
普通锡和无铅锡的金属成分区别
a普通锡的金属成分Sn/Pb
b无铅锡的金属成分主要是Sn/Ag/Cu或者Sn/Cu
普通锡和无铅锡的焊接设备要求区别
:
普通锡的焊接设备要求
无特别要求:
无铅锡的焊接设备要求
a要求机器当中与锡接触部分本身不能含有铅的成分.
b要求无铅锡的熔炉能够耐腐蚀的性能较好.
c要求机器的冷却速度较快
综合以上要求其对应措施如下
1.机器的材料采用钛合金材料
2.机器的预热区长度和机器使用的速度成一定比例
3.和无铅助焊剂有接触的部分采用不含铅成分材料制成
4.将机器的冷却部分改为冷气机或将冷却风扇的数量加多
锡炉改造后效果
a完全满足无铅工艺制程各方面的要求
b生产速度和改造之前基本相同
结论
将原来的普通波峰焊机改造成无铅波峰焊机是完全可行而且是节约成本的两全之策
.
材料消耗方面
目前无铅工艺当中采用的钎焊料相对比原来的焊料成分方面锡的含量增大很多，其合金成分相对有很大的提升。在生产加工过程中，其锡渣的产生量比原来普通焊料的产生量也有很大幅度的提高。如果能将锡渣的产生量降低则对于材料消耗方面的成本控制是有益的。
锡渣主要是锡在高温环境下和氧气发生反应产生的氧化物，通过物理高温搅拌可以将大部分的锡氧分离（即锡渣还原），将分离的锡重新使用，也可利用化学置换还原反应将锡渣中的氧分子置换后还原成纯锡而重复使用。
⑸ PCB焊盘寄生电容的计算方法是什么
这个可以用平面电容的计算公式，由于距离非常接近，近场效应明显，因此，
可以等效于两个4.29平方毫米的平面导电板构成的电容。
公式是：
C=ε *ε0* S/d; 全部采用国际标准单位制主单位；
式中：电容C，单位F；相对介电常数为4.3；
ε0真空介电常数8.86×10^（-12）单位F/m；
面积S，单位平方米；极板间距d，单位米 ；记得40mil为1mm，因此4mil就是0.1mm
折合10^（-4）米；
代入可得：
C=4.3*8.86*10^(-12)*4.29*10^(-6)/10^(-4)=1.63*10(-12) 法拉；
也就是1.63pF（皮法）。
⑹ PCB上的焊盘小于二极管的焊盘尺寸会影响推力吗
会啊
面积变小会影响他的吃锡度