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無鉛化已成為電子制造錫焊技術(shù)不可逆轉(zhuǎn)的潮流。2005年起,國內(nèi)無鉛化進程進入了實施階段。 選擇適當(dāng)無鉛焊料很重要 電子工業(yè)用60/40、63/37焊料已有50多年的歷史,已形成非常成熟的工藝,因此要取代有鉛焊料必須滿足一些充分而必要的條件。 首先從電子焊接工藝的要求出發(fā),為了不破壞元器件的基本特性,所用無鉛焊料熔點必須接近錫鉛共晶焊料的熔點,不可以使用熔點高的焊料。其次從可焊性的觀點出發(fā),必須與電子元件及印制板的鍍層銅、鎳、銀等有良好的潤濕。從電子產(chǎn)品的可靠性出發(fā),為了形成良好的冶金結(jié)合的焊點,焊料本身的機械強度是非常重要的。特別要求焊點具有耐熱疲勞性能,這是由于電子產(chǎn)品在使用過程中不可避免會產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象而產(chǎn)生熱膨脹,同時在不使用時溫度下降會產(chǎn)生收縮,如此反復(fù)循環(huán)將在焊點處發(fā)生熱疲勞現(xiàn)象。 從焊接的實際操作來看,希望焊接缺陷少是非常重要的。特別是橋接、拉尖等不良缺陷均和焊料的潤濕性有密切關(guān)系。在再流焊接時,由于母材表面氧化,為了提高焊劑的去氧化作用,必須使用有活性的助焊劑予以去除,但是這樣將產(chǎn)生殘留物而出現(xiàn)腐蝕和電遷移等現(xiàn)象。同時,在流動焊時,由于波峰焊產(chǎn)生的氧化錫渣也是一個問題,不僅造成焊點不良率上升,同時也增加成本。此外焊膏的保存性是進行良好印刷的必要條件。由于在存放期間焊膏內(nèi)的助焊劑與合金發(fā)生反應(yīng)而劣化,造成粘度升高,印刷不良等。以上均是無鉛焊料必須考慮的問題。 從這些觀點出發(fā)來選擇適當(dāng)?shù)臒o鉛焊料是非常重要的。錫銀銅等成為當(dāng)前實用的主流無鉛焊料。 無鉛焊料技術(shù)水平明顯提高 近年來比較實用的無鉛標(biāo)準(zhǔn)合金大致以錫銀銅為基礎(chǔ)已成為共識,然而由于該合金熔點仍偏高,即使元器件的耐熱性有所提高,但多層、薄形的印制板耐熱性仍存在問題,因此在錫銀合金基礎(chǔ)上添加鉍、銦以降低熔點以及開發(fā)錫鋅系無鉛化焊料將成為今后發(fā)展方向。 錫銀銅無鉛焊料有比較好的機械特性,具有錫鉛焊料的1.5-2.0倍的抗張強度和非常優(yōu)秀的抗熱疲勞性能,但另一方面對銅的潤濕性差,從擴散率來看,錫鉛焊料擴散率超過90%,而錫銀銅焊料在80%左右,錫鋅焊料在大氣下擴散率非常差。但是由于技術(shù)不斷進步,目前錫銀銅無鉛焊膏的潤濕性已取得了明顯提高,幾乎達到錫鉛焊膏的水平。
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