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材料對(duì)無(wú)鉛焊點(diǎn)可靠性的影響

2019-05-17354

焊料的選擇極為重要,目前,大多采用錫銀銅合金系列,液相溫度是217~22l℃,這就要求再流焊具有較高的峰值溫度,如前所述會(huì)帶來(lái)焊料及導(dǎo)體材料(如Cu箔)易高溫氧化,金屬間化合物生長(zhǎng)迅速等問(wèn)題。

  因?yàn)樵诤附舆^(guò)程中,熔融的釬料與焊接襯底接觸時(shí),由于高溫在界面會(huì)形成一層金屬問(wèn)化合物(IMC)。其形成不但受回流焊溫度、時(shí)間的控制,而且在后期使用過(guò)程中其厚度會(huì)隨時(shí)間增加。研究表明界面上的金屬間化合物是影響焊點(diǎn)可靠性的一個(gè)關(guān)鍵因數(shù)。過(guò)厚的金屬間化合物層的存在會(huì)嚴(yán)重導(dǎo)致焊點(diǎn)斷裂,韌性和抗低周疲勞能力下降,從而導(dǎo)致焊點(diǎn)的可靠性降低。另外,由于無(wú)鉛焊料和傳統(tǒng)Sn—Pb焊料成分不相同,因此,它們和焊盤(pán)材料,如Cu、Ni、AgPd等的反應(yīng)速率及反應(yīng)產(chǎn)物可能不相同,從而焊點(diǎn)也會(huì)表現(xiàn)出不同的可靠性。

  同時(shí)焊料和助焊劑的兼容性也會(huì)對(duì)焊點(diǎn)的可靠性產(chǎn)生非常大的影響。有研究表明焊料和助焊劑各成分之間不兼容會(huì)導(dǎo)致附著力減小,此外,由于熱膨脹系數(shù)不匹配,又會(huì)加快焊料周期性的疲勞失效。因此要特別注意選擇兼容性優(yōu)良的焊料和助焊劑,才能耐受無(wú)鉛再流焊時(shí)的高溫沖擊。另外,各焊接互連部件均來(lái)自于不同生產(chǎn)廠商,因而部件質(zhì)量難免參差不齊,如器件引腳可焊性不良等,對(duì)無(wú)鉛工藝焊點(diǎn)可靠性有較大影響。


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