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欧宝娱乐app:无Pb焊点特有的工艺缺陷现象

更新时间:2021-07-31
本文摘要:一、凝结过程分解的缺失1、阐述目前,正处于从有Pb钎料向无Pb钎料过渡性之中,与凝结有关的一些问题将不会凸显出来,如微偏析、起尖、缩孔、焊接欺压离、PBGAPCB体翘曲等。

一、凝结过程分解的缺失1、阐述目前,正处于从有Pb钎料向无Pb钎料过渡性之中,与凝结有关的一些问题将不会凸显出来,如微偏析、起尖、缩孔、焊接欺压离、PBGAPCB体翘曲等。这些现象虽然在SnPb钎料中有时也不会再次发生,如当基板吸湿后也不会引发焊接欺压离,但在装配中这种缺失并不常常再次发生,因而会引发过分的注目。然而对于无Pb焊,由钎料凝结过程所引起的缺失毕竟一种高发的更为广泛的现象。

为了提高无Pb化产品的可靠性,提升产品质量,国外已开始对焊凝结现象积极开展了系统的研究,目的搞清楚焊凝结中所引起的各种缺失现象的机理和诱导的对策。凝结现象引起的问题也是最深刻印象的问题,它以“起尖”为中心来进行对其缺失构成机理的研究。

在日本将起尖现象称作“リフトオフ”,在欧洲称作“Lift-off”,在美国称作“Fillet-lifting”。2、初晶粗壮的金属间化合物的构成标准的无Pb钎料主要是SnAgCu、SnCu之类,和SnPb钎料比起,它们分解的金属间化合物有所不同。金属间化合物生长晶粒较粗壮,从状态图可以预测到,如SnAg二元合金状态图如图1右图。在状态图的右侧Ag的浓度低,相的包含要稍许简单些。

该外侧和一般来说的焊点没关系,主要是坐落于左侧的Sn浓度的包含是最重要的。SnAg的共晶成分是Sn3.5Ag。如Ag3Sn的构成范围从图的左侧才可看岀。图1SnAg二元合金状况图在SnPb场合随着Pb含量的变化有多种多样的合金成分,和共晶组分Sn37Pb比起,即此Pb的含量在共晶组分上下变化,也会引发轻微的机械性能的变化。

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然而像SnAg这样的无Pb钎料构成的金属间化合物就不一样了,从共晶组分向化合物外侧不有可能没显著的波动。例如,Ag量从零减少其抗拉强度也减少,而延伸率有所增大。但当Ag量多达3.5wt%时,抗拉强度明显上升。此时,除两县识的Ag3Sn相外还不会有数十μm的粗壮板状Ag3Sn互为构成,如图2右图。

人们把这个粗壮的Ag3Sn叫作初晶,它是在钎料凝结过程初始两县的固态的组织。这种粗壮的金属化合物相的构成,不仅使强度低落,而且脆性、疲惫和冲击等特性都会受到严重影响。

图2在Sn3.9Ag0.6Cu钎料球中构成的粗壮板状Ag3Sn初晶(右图是用转印萃取的化合物图像)对于SAC305无Pb钎料来说,初晶金属间化合物是细长棒状的Cu6Sn5,并未看到Ag3Sn初晶。当Ag量减少后,在初晶Cu6Sn5棒状粒子中才减少了非常粗壮的板状粒子的初晶Ag3Sn,如图3右图。图3SnAgCu合金分解的粗壮化初晶金属间化合物及其影响3、焊盘边缘起尖(1)现象叙述。

起尖是无铅波峰焊接中的高发性缺失,在单面PCB上不再次发生,只再次发生在金属化通孔的基板上,而且目前尚能缺少标准化的对策。在找到起尖现象的初期,年所对其展开研究的是英国的Vincent,他用Sn7.5Bi2Ag0.5Cu钎料合金,对双面都有铜焊盘的金属化通孔的PCB展开波峰焊相接,找到在铜焊盘和钎料圆角的界面再次发生挤压现象。随后,又找到许多含Bi的合金系由也不存在此现象。

而且即使含Bi,只要在配备的元器件的焊端镀上了SnPb合金,某种程度也不会再次发生,如图4右图。图4镀SnPb的引线在波峰焊相接时分解的起尖现象(2)焊盘边缘起尖现象再次发生的机理。

①材料间CTE相当严重不给定。基板和钎料、Cu等的热膨胀系数的失配是引起起尖现象的一个最重要因素。基板是纤维增强的塑料(FRP),它沿板面方向的热膨胀系数小,可以保证被配备的电子元器件的热变形小。

作为复合材料,面积方向的热膨胀和横向方向的热膨胀差异相当大,沿板面横向方向的膨胀是相当大的(例如,FR-4厚度方向的热膨胀系数CTE是Sn的10倍以上)。如果在界面上不存在液相,只要圆角有热收缩之后不会从基板上翘起来,而且一旦翘起来就无法复原。②含Pb、Bi等合金元素的影响。

Bi加到在无Pb钎料中,是作为一种减少熔点提高润湿性的合金元素。图5示出了SnBi二元合金在Sn外侧的状态图,从状态图中可见在Sn侧固、液并存区温度范围逆大。


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