|
- UID
- 895340
|
从焊点失效因素的分析中，我们不难看出，引起焊点失效因素可归结于两大方面：一是焊点上所受应力的程度。这种应力包括生产过程中所必须承受的热应力如再流焊或波峰焊所承受的高温；焊点使用过程中所必须承受的热循环和通电过程中产生的热应力即各种形式蠕变与疲劳；外来应力，包括跌落、碰撞。以SAC为代表的无铅焊点中其IMC部位上均分布有Ag3Sn，由于Ag3Sn呈板状结构，由于各种应力易集中在板状结构上，故会给焊点的可靠性带来不确定性。二是无铅制程工艺，要想获取高可靠性的产品，无铅制程不仅是只要将锡铅焊料换成无铅焊料那么简单，工艺控制也是非常关键的因素，而且工艺的控制涉及面广稍有疏忽都会带来可靠性问题。
因此要提高焊点的可靠性首先选择高可靠性的焊料合金。或许无铅焊料的初期选用SAC合金，一方面它由Sn3.5Ag添加微量的Cu改性而来，另一方面是它熔化温度仅有217 0C，并且在常温下各项综合性能都还不错。但当发现它具有脆性，不能适应汽车电子一类高可靠性场合使用。故近年来不断推出低Ag含量以及稀有元素改进的品种。特别是近年来人们把注意力投放在Sn0.7Cu的改进上。尽管Sn0.7Cu焙点高，但它是共晶合金，特别是它的韧性要好于SAC合金。韧性好对焊点的可靠性是非常宝贵的，Sn-Pb焊料之所以能让人们念念不忘，其中韧性好是它的特点。当这个特点失去时，人们又是多么地向往它。幸运的是通过对Sn0.7Cu的改性，使它的综合性能得到提升，改性后的Sn0.7Cu具有较好的韧性，尽管它的熔点稍高于SAC合金，但由于现有的元器件及PCB耐热性有所提高，因此改性后的Sn0.7Cu将会在再流焊领域派上用场。
提高元器件和PCB基板之间CTE的匹配，也是从根本上提高焊点可靠性的方法之一。元器件的CTE是已定的，关键是选用低CTE的PCB基板。这表明PCB基板应具有更高的Tg，更高Td，更低的CTE特别是Z轴CTE、更低的吸湿性。同时所用的器件应尽可能选用QFP封装以提高器件的吸震性。此外，PCB结构设计更应合理，保持良好的焊点形态也是提高焊点可靠性重要手段。
实施正确的无铅工艺也是提高无铅焊点可靠性的基本保证。无铅合金熔点高，相应的焊接温度也要高，在工艺温度更高的情况下，已经出现或会出现一些常见的问题或故障，包括PCB脱层、PCB超泡、翘曲、金属化孔壁破裂、Z轴热膨胀、PCB变色、连接器塑料件变形、波峰焊更多的残渣、需要更好的助焊剂、更强的清洗能力、再流焊中大的PCB组装件塌落和残余应力增大。高温还会引起IC元器件、铝电解电容器、MLCC和热敏光器件或热敏晶体器件的损坏；甚至可能会对模块的“内部焊点”产生有害的影响。 |
|
