smt制程資料-2(doc16)-經(jīng)營管理(編輯修改稿)
2024-09-21 14:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 結(jié)論 無鉛錫膏的使用將大大減少回流工藝窗口，特別是對于要求的峰值溫度。元件之間的溫度差必須減少，在連續(xù)生產(chǎn)期間回流爐的變化必須達到最小，為了高品質(zhì)與高生產(chǎn)力的制造。為了達到這一點，通過回流爐的溫度傳導(dǎo)必須精確控制。一個具有單獨與精密控制的各個加熱單元的結(jié)合式 IR/強制對流系統(tǒng)，提供要求用來可靠地處理無鉛裝配的方法。當與自動溫度曲線預(yù)測工具和連續(xù)實時溫度管理系統(tǒng)相結(jié)合時，該回流技術(shù)為未來的無鉛電子制造 商提供零缺陷生產(chǎn)的潛力。 中國最大的資料庫下載 中國最大的資料庫下載 焊接材料 本文介 紹，焊錫作為所有三個連接級別：芯片 (die)、封 裝 (package)和 電路板裝配的連接材料。除此之外，錫 /鉛焊錫普遍用于元件引腳和 PCB 的表面涂 層?？紤]到鉛 (Pb)的既定角色，焊 錫可分類為或者含鉛的或者無鉛的 (leadfree)。 現(xiàn)在，元件和 PCB 在 無鉛系統(tǒng)中已經(jīng)找到可行的替代錫 /鉛材料的表面涂層?？墒菍τ谶B接材料，對實際無鉛系統(tǒng)的尋找還在進行中。這里，將總結(jié)一下錫 /鉛焊錫材料的基礎(chǔ)知識，以及焊接點的性能因素，后面有無鉛焊錫的一個簡要討論。 焊 錫通常 描述為液相溫度低于 400176。C(750176。F)的可熔合金。芯片 級別 (特 別是倒裝芯片 )的 錫球的基本合金含有高溫、高鉛成分，如 Sn5/Pb95 或 Sn10/Pb90。共晶或近共晶合金，如 Sn60/Pb Sn62/Pb36/Ag2 和 Sn63/Pb37，也已 經(jīng)成功使用。例如，在載體 CSP/BGA 基板底面的 錫球可以是高溫、高鉛或共晶、近共晶的錫 /鉛或錫 /鉛 /銀材料。由于傳統(tǒng)電路板的材料如 FR4 的 溫度忍耐級別，附著元件和 IC封 裝的板級焊錫只局限于共晶、近共晶的錫 /鉛或錫 /鉛 /銀焊錫。在有些情況中，使用了錫 /銀共晶和包含 鉍 (Bi)或 銦 (In)的低 溫焊錫化合成分。 焊 錫可以各種物理形式應(yīng)用，包括錫條 (bar)、 錫錠 (ingot)、 錫線 (wire)、 錫粉(powder)、 預(yù)成型 (preform)、 錫球 (sphere)與柱、 錫膏 (paste)和熔化 狀態(tài)。焊錫材料的固有特性可在三個范疇內(nèi)考慮：物理、冶金和機械。 物理特性 對于今天的封裝和裝配，五個物理特性是特別重要的： 1 1. 冶金 學(xué)相轉(zhuǎn)變 (phasetransition)溫度具有實際的意義。液相溫度認為等于熔化溫度和 中國最大的資料庫下載 中國最大的資料庫下載 固相線對軟化溫度。對于一個給定的成分，液相與固相之間的范圍 叫做塑性或粘滯范圍。選作連接材料的焊錫合金必須適應(yīng)服務(wù) (最 終使用 )溫度的最壞條件。因此，希望合金具有至少高于所希望的服務(wù)溫度上限兩倍的液相線。隨著服務(wù)溫度接近液相線，焊錫一般在機械上和冶金學(xué)上變得“較弱”。 2. 焊 錫連接的導(dǎo)電性描述其在傳送電氣信號中的性能。從定義上，導(dǎo)電性是在一個電場中充電的離子 (電子 )從一個位置移動到另一個位置的運動。在金屬中以電子導(dǎo)電為主；離子負責(zé)氧化物和非金屬的導(dǎo)電。焊錫的導(dǎo)電主要是電子的流動。 電阻率 導(dǎo)電率的倒數(shù) 隨著溫度升高而增強。這是由于電子的可移動性減少，隨著溫度升高電子的可移動性直接與平均自由行程 (meanfreepath)成比例。焊 錫的電阻率也可受塑性變形程度的影響 (增加 )。 3. 金 屬的導(dǎo)熱性通常與導(dǎo)電性有關(guān)系，因為電子主要負責(zé)這兩樣。 (可是， 對絕緣體，以聲子活動為主。 )焊 錫的導(dǎo)熱性隨著溫度增加而減少。 4. 自 從表面貼裝技術(shù)的開始，溫度膨脹系數(shù) (CTE, coefficient of thermal expansion)問題已經(jīng)是最經(jīng)常討論的，原因是 SMT 連接材料特性的 CTE 通常有 膠大的不同。一個典型的裝配 由一塊 FR4 板、焊 錫和無引腳或有引腳元件組成。它們各自的 CTE 是176。C(FR4) 、 176。C(Sn63/Pb37) 、 176。C( 銅 引 腳 ) 、和176。C(Al2O3 無引腳元件 )。在 溫度的波動和電源的開與關(guān)之下，這些 CTE的不同增加在焊接 點上應(yīng)力與應(yīng)變，縮短服務(wù)壽命和導(dǎo)致過早失效。 兩個主要的材料特性決定 CTE 的幅度，晶體 結(jié)構(gòu)和熔點。當材料具有類似的晶格結(jié)構(gòu)時，其 CTE 與其熔 點有相反的關(guān)系。 5. 熔化焊 錫的表面張力是一個關(guān)鍵參數(shù)，與可熔濕性 (wettability)和可焊接性有 關(guān)。由于接合在表面斷開，在表面分子之間作用的吸引力相對強度比焊錫內(nèi)部分子力較弱。因此材料的自由表面具有比其內(nèi)部更高的能量。 對于用來熔濕焊盤的熔化焊錫，焊盤的表面必須具有比熔化的焊錫較高的能量。換句話說，熔化金屬的表面能量越低 (或金 屬焊盤的表面能量越高 )， 對熔濕越有利。注意：上助焊劑就是要增加焊盤的表面能量而不是象有時在文章中那樣說的減低。 冶金 學(xué)特性 在焊 錫連接服務(wù)壽命內(nèi)暴露的環(huán)境條件之下，通常發(fā)生的冶金現(xiàn)象包括幾個明顯的變化。 1 1. 塑性 變形。當焊錫暴露在作用力下，如機械或熱 應(yīng)力，它會進行不可逆變的塑性變形。通常通過在焊錫晶體結(jié)構(gòu)的許多平行平面上的剪切變形開始，它可能全面地或局部地 (在焊接 點內(nèi) )進行，取決于應(yīng)力水平、應(yīng)變率、溫度和材料特性。連續(xù)或周期性的塑性變形最終導(dǎo)致焊錫點破裂。 2. 應(yīng)變硬化，經(jīng)常在應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系中觀察到，是塑性變形的結(jié)果。 3. 恢復(fù) 過程是應(yīng)變硬化的反現(xiàn)象。恢復(fù)是一個軟化事件，即，焊錫傾向于釋放所儲存的應(yīng)變能量。該過程是熱動力學(xué)推動的，一個以快速率開始、
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