ICS 25.160.50 CCS J33
CWA
A
体
准
团
标
T/CWAN 00052021
整流器件用无铅钎料回流焊焊接推荐工艺规范
Recommended practiceforreflow soldering of lead-free solderforrectifier devices
2021-06-10发布
2021-08-01实施
中国焊接协会发布 T/CWAN 0005—2021
目 次
前 言
IHI
范围. 2 规范性引用文件
1
术语和定义 4 一般要求. 5 焊接工艺 6 焊接缺欠及其产生原因， 7 焊接技术安全
3 T/CWAN 0005—2021
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件由中国焊接协会提出并归口。 本文件起草单位：南昌航空大学、广东思泉新材料股份有限公司、重庆科技学院、新型钎焊材料
与技术国家重点实验室、华北水利水电大学、上海电机学院、哈尔滨焊接研究院有限公司。 本文件主要起草人：殷祚灶、薛名山、尹立孟、张雷、任泽明、王星星、王号、王刚、刘西洋、袁锋、杨淼森、周东鹏、李敏、张鹤鹤、陈小祥、方乃文。
I T/CWAN0005—2021
·整流器件用无铅钰料回流焊焊接推荐工艺规范
1范围
本文件规定了整流器件用无铅钎料回流焊焊接推荐工艺规范。 本文件适用于厚度≤0.8mm的金属铜回流焊。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB9448焊接与切割安全 GB/T3375焊接术语 GBT3634.1氢气第1部分工业氢 GB/T3864工业氮 GB/T19805焊接操作工技能评定 GB/T20422无铅钎料 GB/T33148钎焊术语
焊接工艺质量控制
HB 5363 JESD9B 微电子封装及封盖检验标准
3术语和定义
GB/T3375-1994和GB/T33148-2016规定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
无铅钎料Jead-free soldering 以锡元素作为钎料合金主要化学成分，铅含量不大于0.07%（质量分数）的软钎料的总称。
4一般要求 4.1人员 4.1.1从事无铅钎料回流焊的人员应经过相应的专项培训，并通过相应的考核、鉴定和认证，取得上岗证书后方能上岗操作，考核、鉴定和认证按照GBT19805一2005和《（焊工）国家职业技能标准》执行： 4.1.2对于中断本领域焊接操作半年以上的操作人员，应进行适应性培训。 4.2设备及仪器仪表 4.2.1整流器件用无铅钎料回流焊接应在专用的回流焊设备上进行，回流焊接设备应定期进行检定； 4.2.2回流焊设备在安装、搬迁、大修或停止使用一年以上时，应进行计量检定并进行工艺参数确认，合格后方可投入使用： 4.2.3回流焊时间和温度适应，避免引起铜铂出现起泡现象；焊点必须圆滑光亮，线路板焊盘必须全部上锡；焊接不良的线路必须重焊，二次重焊须在冷却后进行； 4.2.4接取焊接PCB时，应佩戴手套接触PCB边沿。每小时抽检10个样品，检查不良状况，并记录数据。生产过程中如发现工艺参数不能满足PCB质量要求，应立即通知技术员处理； 4.2.5操作过程中禁止触碰网带，避免水或油渍物掉入炉中，防止烫伤； 4.2.6焊接作业过程中应保证通风，防止空气污染；作业人员应穿工作服和佩戴口罩； 4.2.7应经常检查加热处导线，避免老化漏电； 4.2.8为避免清理炉膛不当，造成燃烧或爆炸，严禁使用高挥发性溶剂清理炉膛内部和外部。若无法避免使用高挥发性溶剂（如酒精、异丙醇等），清理完毕后，必须确保此类物质完全挥发后方可使用设备。 T/CWAN0005—2021
设备附近应配备灭火器。 4.3焊接材料 4.3.1焊接的母材应符合零件的相关工艺技术文件的要求或按GB/T20422-2018规定执行； 4.3.2焊片或焊膏按GB/T20422-2018或其它标准文件规定执行； 4.3.3焊膏使用前应搅拌，回温4H后用搅拌机搅拌1分钟； 4.3.4焊膏一次回温后应24h内使用，否则需冷藏； 4.3.5焊膏二次回温后应24h内使用，否则失效； 4.3.6确认原物料规格，原物料应无氧化、变形、破损等缺欠； 4.3.7治具应适合生产此产品，无磨损、破碎和变形等缺欠。 4.3.8常用金属铜回流焊钎料型号及成分应符合表1给出的特征值。 4.3.9无铅钎料回流焊焊接应采用氮气、氢气作为保护气体，保护气体按GB/T3864-2008、GB/T 3634.1-2006相关规定执行。
表1常用金属铜回流焊钎料型号及成分
化学成分（质量分数）/%
焊膏、焊片型号
杂质总量
Bi Sb Zn Pb Ni Fe As Al
Cu
Sn
Ag
Cd
Sn96.5- 余 3.3~ 0.05 0.10 0.10 0.001 0.07 0.01 0.02 0.03 0.001 0.002 0~
Ag3.5 量 3.7
0.2
Sn99.3- 余
Cu0.7 量 0.10 0.5~
0.9 0.10 0.10 0.001 0.07 0.01 0.02 0.03 0.001 0.002 0~
0.2
Sn96.5- Ag3-Cu 0.5
余 2.8~3. 0.3~ 量
0.7 0.10 0.10 0.001 0.07 0.01 0.02 0.03 0.001 0.002 0~
0.2
2
Sn98.5-
Agl-Cu 余 0.8~ 0.3~ 0.10 0.10 0.001 0.07 0.01 0.02 0.03 0.001 0.002 0~
量 1.2
0.7
0.2
0.5
注：表中单值均为最大值。 4.4焊接工艺文件 4.4.1焊接工艺文件应参照本标准要求编制，工艺文件应包括但不限于以下焊接参数：
a）峰值温度； b）冷却水温度； c）炉温； d）炉速； e）氮气流量； f）氢气流量，对于返修焊，也应该编制返修焊工艺文件。
4.4.2焊接工艺文件应包括工艺参数评定过程及结果记录。 4.5环境
2 T/CWAN0005—2021
4.5.1焊接环境温度范围应控制在10℃~35℃质检，建议环境温度应控制在23土5℃； 4.5.2焊接环境相对湿度应不大于20%。 5焊接工艺 5.1焊前清理
焊接操作前，应检查设备里面是否有杂物，做好清洁工作，确保安全后，开机、选择生产程序开启温度设置。 5.2焊接装配 5.2.1试件焊接装配应按照技术文件或工艺规程的要求装配，焊接装配过程应防止试件二次污染和试件因夹具装夹引起受力不均： 5.2.2按顺序先后开启温区开关，待温度升到设定温度时，开始送进PCB板，送板时注意方向，传送带上相邻PCB板之间的距离应保持在10～15mm；； 5.2.3回流焊输送带的宽度及平整度应与PCB板相符。 5.3工艺参数确定 5.3.1应通过焊接试件规格确定焊接工艺参数，试件的接头形式、材料厚度、热处理状态、批次和焊接质量要求应与产品一致，所用设备、焊接材料、焊接工艺参数应与产品一致，试件接头质量应满足设计文件要求。 5.3.2正式产品焊接前应对试件进行焊接工艺参数验证，验证无误后方可进行正式焊接。 5.4焊点/接头的定位 5.4.1定位焊点/接头的位置、长度、间距和施焊次序，应符合相关工艺文件的规定； 5.4.2定位焊点/接头的焊接工艺参数、填充材料应和正式焊接相同，宽度和余高应与焊点/接头相匹配，确保能被正式焊接的定位焊点/接头完全覆盖； 5.4.3定位焊缝上不应有裂纹、气孔、夹渣等缺欠，出现这些缺欠时应在正式焊前清除。 5.5焊接 5.5.1整流器件用无铅钎料回流焊焊接完整的工艺过程包括起焊、焊接、终焊过程。 5.5.2回流焊接工艺参数与所选用的材料厚度相匹配（厚度≤0.8mm），典型的回流焊焊接参数范围应符合表2给出的特征值。 5.5.3焊接操作中发生设备不稳定、焊接位置偏离、严重质量问题时，应终止焊接，采取相应措施，确认故障排除后方可进行焊接。
表2典型回流焊焊接参数
实际峰 标准凝 实际凝值温度 固点时 固点时 (℃) 间（min） 间（min)
炉速
温度区 氮气流速 氢气流速 冷却水温间（℃） CFHL/H CFHL/H 度（℃) (s/20cm) (Hz) 温度（℃） 249~ 180~
频率
标准峰值
41 235~250 246.6 13~20 16 27 235~250 248.3 13~20 13 57 320~340 324.6 12～18 12 35 350~375 354.5 4~6
无
44 38 40 无 34
91 87 87 64 87
365 260~ 410 310~ 6800~ 491
185 85~90 无
2400
6900
330~ 140~ 485
无无
6
145
355~ 200~ 501
32 330~350 331.9 12~18 12
2200
3 T/CWAN0005—2021
表2 (续) 炉速
标准峰 实际峰 标准凝 实际凝
氮气流 氢气流 冷却水
频率
温度区间(℃) 370~ 4800~ 2400 26
值温度 值温度 固点时 固点时
温度
速 CFHL/H CFHL/H (℃)
速
(s/20cm) (Hz)
间 (min) (min)
间
(℃) (℃) 340~
81 99 64
10.08 50
360 351.6 12~18 14 330~ 333.7 12~18 13
565 4900 399~ 230~ 540
无 75 27~39 无 34~41 87
40
245
350
420~ 130~ 551
无 315~ 321 4~8
7
145
340
479 130~
无 350~ 362.1 12~18 13
145
569
375
焊接缺欠及其产生原因
6
焊接过程常见的焊接缺欠及产生原因如表3所示。
表3常见的焊接缺欠及产生原因
序号
缺欠名称焊接扩散不良晶粒缺损/破裂
缺欠产生的原因
a、炉温偏低；b、氮气、氢气不足；c、晶粒偏斜；d、钎料过少 a、治具定位孔未对准；b、点锡膏针头过低；c、焊锡量过少 a、炉温偏高；b、氮气、氢气不足
1
2 3
氧化
晶粒反向
a、筛片分向错误；b、补充晶粒反向
4
焊接开路
a、晶粒/跳线缺失；b、跳线偏移；c、模具老化变形
5
焊接技术安全焊接技术安全按GB9448的有关规定执行。
1 ICS 25.160.50 CCS J33
CWA
A
体
准
团
标
T/CWAN 00052021
整流器件用无铅钎料回流焊焊接推荐工艺规范
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2021-06-10发布
2021-08-01实施
中国焊接协会发布 T/CWAN 0005—2021
目 次
前 言
IHI
范围. 2 规范性引用文件
1
术语和定义 4 一般要求. 5 焊接工艺 6 焊接缺欠及其产生原因， 7 焊接技术安全
3 T/CWAN 0005—2021
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件由中国焊接协会提出并归口。 本文件起草单位：南昌航空大学、广东思泉新材料股份有限公司、重庆科技学院、新型钎焊材料
与技术国家重点实验室、华北水利水电大学、上海电机学院、哈尔滨焊接研究院有限公司。 本文件主要起草人：殷祚灶、薛名山、尹立孟、张雷、任泽明、王星星、王号、王刚、刘西洋、袁锋、杨淼森、周东鹏、李敏、张鹤鹤、陈小祥、方乃文。
I T/CWAN0005—2021
·整流器件用无铅钰料回流焊焊接推荐工艺规范
1范围
本文件规定了整流器件用无铅钎料回流焊焊接推荐工艺规范。 本文件适用于厚度≤0.8mm的金属铜回流焊。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB9448焊接与切割安全 GB/T3375焊接术语 GBT3634.1氢气第1部分工业氢 GB/T3864工业氮 GB/T19805焊接操作工技能评定 GB/T20422无铅钎料 GB/T33148钎焊术语
焊接工艺质量控制
HB 5363 JESD9B 微电子封装及封盖检验标准
3术语和定义
GB/T3375-1994和GB/T33148-2016规定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
无铅钎料Jead-free soldering 以锡元素作为钎料合金主要化学成分，铅含量不大于0.07%（质量分数）的软钎料的总称。
4一般要求 4.1人员 4.1.1从事无铅钎料回流焊的人员应经过相应的专项培训，并通过相应的考核、鉴定和认证，取得上岗证书后方能上岗操作，考核、鉴定和认证按照GBT19805一2005和《（焊工）国家职业技能标准》执行： 4.1.2对于中断本领域焊接操作半年以上的操作人员，应进行适应性培训。 4.2设备及仪器仪表 4.2.1整流器件用无铅钎料回流焊接应在专用的回流焊设备上进行，回流焊接设备应定期进行检定； 4.2.2回流焊设备在安装、搬迁、大修或停止使用一年以上时，应进行计量检定并进行工艺参数确认，合格后方可投入使用： 4.2.3回流焊时间和温度适应，避免引起铜铂出现起泡现象；焊点必须圆滑光亮，线路板焊盘必须全部上锡；焊接不良的线路必须重焊，二次重焊须在冷却后进行； 4.2.4接取焊接PCB时，应佩戴手套接触PCB边沿。每小时抽检10个样品，检查不良状况，并记录数据。生产过程中如发现工艺参数不能满足PCB质量要求，应立即通知技术员处理； 4.2.5操作过程中禁止触碰网带，避免水或油渍物掉入炉中，防止烫伤； 4.2.6焊接作业过程中应保证通风，防止空气污染；作业人员应穿工作服和佩戴口罩； 4.2.7应经常检查加热处导线，避免老化漏电； 4.2.8为避免清理炉膛不当，造成燃烧或爆炸，严禁使用高挥发性溶剂清理炉膛内部和外部。若无法避免使用高挥发性溶剂（如酒精、异丙醇等），清理完毕后，必须确保此类物质完全挥发后方可使用设备。 T/CWAN0005—2021
设备附近应配备灭火器。 4.3焊接材料 4.3.1焊接的母材应符合零件的相关工艺技术文件的要求或按GB/T20422-2018规定执行； 4.3.2焊片或焊膏按GB/T20422-2018或其它标准文件规定执行； 4.3.3焊膏使用前应搅拌，回温4H后用搅拌机搅拌1分钟； 4.3.4焊膏一次回温后应24h内使用，否则需冷藏； 4.3.5焊膏二次回温后应24h内使用，否则失效； 4.3.6确认原物料规格，原物料应无氧化、变形、破损等缺欠； 4.3.7治具应适合生产此产品，无磨损、破碎和变形等缺欠。 4.3.8常用金属铜回流焊钎料型号及成分应符合表1给出的特征值。 4.3.9无铅钎料回流焊焊接应采用氮气、氢气作为保护气体，保护气体按GB/T3864-2008、GB/T 3634.1-2006相关规定执行。
表1常用金属铜回流焊钎料型号及成分
化学成分（质量分数）/%
焊膏、焊片型号
杂质总量
Bi Sb Zn Pb Ni Fe As Al
Cu
Sn
Ag
Cd
Sn96.5- 余 3.3~ 0.05 0.10 0.10 0.001 0.07 0.01 0.02 0.03 0.001 0.002 0~
Ag3.5 量 3.7
0.2
Sn99.3- 余
Cu0.7 量 0.10 0.5~
0.9 0.10 0.10 0.001 0.07 0.01 0.02 0.03 0.001 0.002 0~
0.2
Sn96.5- Ag3-Cu 0.5
余 2.8~3. 0.3~ 量
0.7 0.10 0.10 0.001 0.07 0.01 0.02 0.03 0.001 0.002 0~
0.2
2
Sn98.5-
Agl-Cu 余 0.8~ 0.3~ 0.10 0.10 0.001 0.07 0.01 0.02 0.03 0.001 0.002 0~
量 1.2
0.7
0.2
0.5
注：表中单值均为最大值。 4.4焊接工艺文件 4.4.1焊接工艺文件应参照本标准要求编制，工艺文件应包括但不限于以下焊接参数：
a）峰值温度； b）冷却水温度； c）炉温； d）炉速； e）氮气流量； f）氢气流量，对于返修焊，也应该编制返修焊工艺文件。
4.4.2焊接工艺文件应包括工艺参数评定过程及结果记录。 4.5环境
2 T/CWAN0005—2021
4.5.1焊接环境温度范围应控制在10℃~35℃质检，建议环境温度应控制在23土5℃； 4.5.2焊接环境相对湿度应不大于20%。 5焊接工艺 5.1焊前清理
焊接操作前，应检查设备里面是否有杂物，做好清洁工作，确保安全后，开机、选择生产程序开启温度设置。 5.2焊接装配 5.2.1试件焊接装配应按照技术文件或工艺规程的要求装配，焊接装配过程应防止试件二次污染和试件因夹具装夹引起受力不均： 5.2.2按顺序先后开启温区开关，待温度升到设定温度时，开始送进PCB板，送板时注意方向，传送带上相邻PCB板之间的距离应保持在10～15mm；； 5.2.3回流焊输送带的宽度及平整度应与PCB板相符。 5.3工艺参数确定 5.3.1应通过焊接试件规格确定焊接工艺参数，试件的接头形式、材料厚度、热处理状态、批次和焊接质量要求应与产品一致，所用设备、焊接材料、焊接工艺参数应与产品一致，试件接头质量应满足设计文件要求。 5.3.2正式产品焊接前应对试件进行焊接工艺参数验证，验证无误后方可进行正式焊接。 5.4焊点/接头的定位 5.4.1定位焊点/接头的位置、长度、间距和施焊次序，应符合相关工艺文件的规定； 5.4.2定位焊点/接头的焊接工艺参数、填充材料应和正式焊接相同，宽度和余高应与焊点/接头相匹配，确保能被正式焊接的定位焊点/接头完全覆盖； 5.4.3定位焊缝上不应有裂纹、气孔、夹渣等缺欠，出现这些缺欠时应在正式焊前清除。 5.5焊接 5.5.1整流器件用无铅钎料回流焊焊接完整的工艺过程包括起焊、焊接、终焊过程。 5.5.2回流焊接工艺参数与所选用的材料厚度相匹配（厚度≤0.8mm），典型的回流焊焊接参数范围应符合表2给出的特征值。 5.5.3焊接操作中发生设备不稳定、焊接位置偏离、严重质量问题时，应终止焊接，采取相应措施，确认故障排除后方可进行焊接。
表2典型回流焊焊接参数
实际峰 标准凝 实际凝值温度 固点时 固点时 (℃) 间（min） 间（min)
炉速
温度区 氮气流速 氢气流速 冷却水温间（℃） CFHL/H CFHL/H 度（℃) (s/20cm) (Hz) 温度（℃） 249~ 180~
频率
标准峰值
41 235~250 246.6 13~20 16 27 235~250 248.3 13~20 13 57 320~340 324.6 12～18 12 35 350~375 354.5 4~6
无
44 38 40 无 34
91 87 87 64 87
365 260~ 410 310~ 6800~ 491
185 85~90 无
2400
6900
330~ 140~ 485
无无
6
145
355~ 200~ 501
32 330~350 331.9 12~18 12
2200
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表2 (续) 炉速
标准峰 实际峰 标准凝 实际凝
氮气流 氢气流 冷却水
频率
温度区间(℃) 370~ 4800~ 2400 26
值温度 值温度 固点时 固点时
温度
速 CFHL/H CFHL/H (℃)
速
(s/20cm) (Hz)
间 (min) (min)
间
(℃) (℃) 340~
81 99 64
10.08 50
360 351.6 12~18 14 330~ 333.7 12~18 13
565 4900 399~ 230~ 540
无 75 27~39 无 34~41 87
40
245
350
420~ 130~ 551
无 315~ 321 4~8
7
145
340
479 130~
无 350~ 362.1 12~18 13
145
569
375
焊接缺欠及其产生原因
6
焊接过程常见的焊接缺欠及产生原因如表3所示。
表3常见的焊接缺欠及产生原因
序号
缺欠名称焊接扩散不良晶粒缺损/破裂
缺欠产生的原因
a、炉温偏低；b、氮气、氢气不足；c、晶粒偏斜；d、钎料过少 a、治具定位孔未对准；b、点锡膏针头过低；c、焊锡量过少 a、炉温偏高；b、氮气、氢气不足
1
2 3
氧化
晶粒反向
a、筛片分向错误；b、补充晶粒反向
4
焊接开路
a、晶粒/跳线缺失；b、跳线偏移；c、模具老化变形
5
焊接技术安全焊接技术安全按GB9448的有关规定执行。
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