無鉛焊接的質(zhì)量和可靠性分析-資料下載頁
2025-06-29 14:20本頁面
【正文】 現(xiàn)在10℃以下增長較快）167。 Sn中的碳和有機物含量167。 機械應力（內(nèi)部和外加）在處理或預防方法上，有用的經(jīng)驗有：167。 使用亞光錫，目前還推出據(jù)說更好的鍛光錫工藝167。 使用較厚的Sn鍍層167。 對已經(jīng)電鍍好的Sn面進行浸錫加工167。 在Sn中加入其他金屬（例如Bi，Sb，Cu等）167。 在Sn的鍍層和基材間加上另外一層不同金屬（比如鎳），改變其IMC界面的金屬遷移特性167。 電鍍后煅燒退火167。 三防噴涂167。 減少PCBA安裝時的機械力（例如螺絲孔造成的扭曲力等）以上方法在一定程度上有效，但還不足于給人們完全放心。目前在這課題上的狀況是“風險不算大，但隨機性強，還需要不斷摸索研究！”錫瘟問題：錫瘟是錫在低溫下改變其微晶結(jié)構(gòu)相位所造成的一種現(xiàn)象。錫瘟在形成時的體積增長約26%，性質(zhì)很脆，稱粉狀，所以對焊點會造成可靠性問題。形成時出現(xiàn)像疙瘩狀的表面（圖八）。錫瘟有一定的延遲生長時間，可能達數(shù)年之久。但一旦開始形成就會快速的蔓延。℃以下開始形成，約在30幾度時形成速度最快。錫瘟現(xiàn)象曾被發(fā)現(xiàn)在SnCu，SnZn，和SnAg合金中，表示無鉛材料可能具有這方面的風險。Sn中的Al和Zn雜質(zhì)也會助長錫瘟。在有鉛技術(shù)中，錫瘟不是個關(guān)注的問題，因為Pb可以阻止錫瘟的形成。我們也發(fā)現(xiàn)兩種較Pb還能阻止錫瘟的金屬，就是Bi和Sb。少量的（%）的Bi或Sb能夠預防錫瘟。所以這是個推薦的方法。雖然我們對錫瘟的現(xiàn)象和原理已經(jīng)有較好的了解。但在SMT無鉛技術(shù)中，錫瘟并不是一個重點研究的對象。這可能是由于錫瘟不像金屬須問題，它在電子業(yè)中并沒有具體的破壞事例。在70年代，當時器件的鍍層是以純Sn為主，也就是最敏感的。但也沒有報告說受到錫瘟問題的破壞。所以，錫瘟的目前狀況，也是屬于一個有擔心但非急于解決的問題。后語：從電子業(yè)開始談無鉛技術(shù)到現(xiàn)在，已經(jīng)有超過15個年頭了。但對無鉛的可靠性研究和把握的角度來評估的話，我們還只是開始入門。研究、觀察經(jīng)驗雖然有一定的量，不過因為技術(shù)的復雜和變數(shù)眾多，使我們還不敢斷然說無鉛已經(jīng)是具備高可靠性的技術(shù)了。雖然如此，這些不確定性并不會真正影響我們的推進以及可能在明年中的較全面采用無鉛技術(shù)。因為我們在小量研究和應用中，也沒有看到較大的風險。無鉛的目前問題較多出現(xiàn)在表面上，也就是加工工藝上。按一貫的做法，我們業(yè)界也許不會很深的去注意產(chǎn)品的壽命問題。在確保產(chǎn)品壽命的工作上，我們普遍的問題不只是在監(jiān)督系統(tǒng)上缺乏，知識和能力也缺乏。另一方面，占電子業(yè)最大一部份的許多消費電子類產(chǎn)品，都是走向功能快速更新和低價格的趨勢，這也驅(qū)使業(yè)界無需，也無能力太關(guān)心產(chǎn)品的壽命。所受到影響的，是為數(shù)較少的一些行業(yè)。而這些行業(yè)目前也因為豁免等條件使他們沒有受到太大的壓力。我們在質(zhì)量研究的工作上，不論是方法上、數(shù)量上、或是協(xié)調(diào)上，似乎跟不上無鉛技術(shù)的發(fā)展要求。但除非有越來越多的企業(yè)，真正以質(zhì)量來作為競爭手段（光喊口號不算！），不然在可靠性的研究工作，雖然還會持續(xù)下去，但估計不會有革新的局勢出現(xiàn)。將來的發(fā)展，我想還是個商務和技術(shù)之間的平衡問題。而我們從以往人類的發(fā)展經(jīng)驗中，大略也可以想象局勢會朝那邊走。反正無鉛的推行在電子業(yè)中已經(jīng)鬧了大笑話，人們?yōu)榱似渌康模膊幌氤姓J和改變它的發(fā)展。只要大家還有的爭飯吃，我想其他的也不會太去關(guān)心了。這系列有關(guān)無鉛技術(shù)的文章，我摘要的和讀者們分享了無鉛的發(fā)展、無鉛材料（包括焊料、器件、PCB）、無鉛工藝以及本期的可靠性方面的經(jīng)驗。系列文章也接近尾聲了。我將展延一期，和你們分享許多人比對可靠性更關(guān)心的課題。就是生產(chǎn)工藝在無鉛技術(shù)中優(yōu)化方面的知識。技術(shù)兼管理顧問薛競成2005年10月注一：這類產(chǎn)品也稱為0℃ / 100℃ 產(chǎn)品。指的是其應用溫度和研究范圍。注二：這類產(chǎn)品也稱為55℃ / 125℃ 產(chǎn)品。注三：本研究是統(tǒng)計各個大也就機構(gòu)和企業(yè)中，無鉛和有鉛的技術(shù)資料數(shù)量以及統(tǒng)計實際工作時間比例。注四：IPC/JEDEC標準JSTD020C中有清楚的限制建議。注五：SMD焊盤由于其不可潤濕的綠油覆蓋在焊盤上，這部份不容易形成很好焊接面，而在使用中會由于曲翹等造成的應力而開始產(chǎn)生斷裂。不過使用在通孔波峰焊接中，由于焊點的結(jié)構(gòu)上，這部份的應力不大，也非關(guān)鍵部份，所以一般認為可以接受。注六：%的鉛含量，是一般焊點在實際應用中可能從器件焊端鍍層中得到的污染量?？赡芪廴镜某潭龋? %。注七：SnAgBi焊點的壽命和SnPb相當，但一旦出現(xiàn)鉛污染，其壽命就會大大低于SnPb焊點。注八：齊氏空孔是美國Ernest Kirkendall先生于1939年發(fā)現(xiàn)的一種物理現(xiàn)象。所以以其命名為Kirkendall空孔。注九：高溫應用的焊點，指那些通過高電流容易發(fā)熱的點?；蚴瞧骷旧硎歉吖β什僮?，而通過焊點散熱的設(shè)計。 10 / 1
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