無鉛焊接的質(zhì)量和可靠性分析-在線瀏覽
2024-08-09 14:20本頁面
【正文】 167。 不夠適用的風(fēng)險所以當(dāng)用戶在處理這問題時，一個關(guān)鍵就是先前我提到的“您企業(yè)的質(zhì)量責(zé)任有多大？”。責(zé)任越大，您就應(yīng)該越不放心，越覺得無鉛還是未必可靠。對于使用環(huán)境較‘溫和’的產(chǎn)品，例如室內(nèi)使用的家用電器、通訊設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備等等（注一），我們都認(rèn)為無鉛技術(shù)可以滿足要求。但在較‘惡劣’環(huán)境下使用的產(chǎn)品，例如航空設(shè)備、汽車電子、軍用品等等（注二），業(yè)界則還不放心。圖一的研究報告就顯示了某些無鉛材料的這種特性，SAC可靠性和SnPb比較上，能力會因為所承受應(yīng)力或應(yīng)變程度而有所不同。其得出的結(jié)果是無鉛的研究資料只有有鉛的10%，而實際經(jīng)驗只有有鉛技術(shù)的24%（注三）。這風(fēng)險來自什么地方，或是什么原因造成會有風(fēng)險呢？以下是一些主要的原因。而事實上，在應(yīng)用中我們的條件是和試驗中有所不同的。而目前我們還缺乏一套能夠從試驗室內(nèi)的單純模擬，按實際使用情況推算出實際壽命的方法。而這種差別，在無鉛新材料上我們甚至沒有理論上的預(yù)計和判斷，對其變化關(guān)系幾乎是完全不懂；2． 由于對某些理論還沒有掌握，在試驗中我們可能做出一些錯誤的模擬試驗設(shè)置，結(jié)果當(dāng)然就得出一些錯誤的信息。但在實際使用中，金屬遷移會在室溫下出現(xiàn)，煅燒退火的效果卻不會在室溫下形成，所以我們得到的試驗結(jié)果可能偏好而造成錯誤的判斷；3． 如果我們研究多數(shù)的試驗設(shè)計，在試驗中人們很容易忽略了SMT故障形成的復(fù)雜因果關(guān)系（或許是為了簡化試驗而有意忽略），而只用過于簡單的幾項變數(shù)控制來進(jìn)行試驗和分析。事實上OSP不只種類多，還和其他材料一樣受到供應(yīng)商加工和質(zhì)量控制能力的重大影響。圖二可以讓我們更清楚看出這類問題。但他如果采用了試驗條件2，他則認(rèn)為所有不同的PCB處理都沒有什么不同的表現(xiàn)。在工作中我見過有不少的試驗設(shè)計，是考慮不周的。4． 熱循環(huán)疲勞失效試驗是研究可靠性中最主要的方法之一。但業(yè)界也發(fā)現(xiàn)，很多焊料的特性表現(xiàn)，在低應(yīng)力、低應(yīng)變的情況下顯得不穩(wěn)定和出現(xiàn)不同的結(jié)論。但很少試驗是在低應(yīng)力、低應(yīng)變下進(jìn)行的。比如類似“使用在BGA的可靠性好”這樣的評語，事實上是不夠精確的。例如一份報告中發(fā)現(xiàn)，9個焊端的CSP，！而我們并沒有資源對所有的不同組合（器件封裝、焊料、PCB、工藝參數(shù)、設(shè)計等）進(jìn)行試驗分析。我們不難發(fā)現(xiàn)，業(yè)界的供應(yīng)商們所發(fā)表的資料，都是說‘無鉛可行’。這在一定程度上也是受到本身利益的影響而過濾了某些信息?；谝陨系脑颉２⒁笫占姸嗟男畔⑦M(jìn)行比較。以往有鉛時代的‘抄用’做法，在進(jìn)入無鉛后會可能給您帶來問題。我們還得來看看風(fēng)險?；蛟S這時候沒有人愿意這么做。不過按我的經(jīng)驗和看法來判斷的話，我覺得風(fēng)險還是偏小的，風(fēng)險的隨機(jī)性也十分強(qiáng)。我所以這么說，基于以下的幾個觀點。例如以下圖三中的比較。但即使結(jié)果不一樣，測試出來的數(shù)據(jù)卻顯示他們都很好的滿足實際回流焊接中的需要。所以那些無法事先得到較足夠認(rèn)證的，是個配搭問題。也就是說，并非每個用戶都有同樣遇到問題的幾率。這問題其實在有鉛時代已經(jīng)是常見的。但如果是使用在波峰焊接中，則就可能是個問題了！這里的風(fēng)險是需要左圖的供應(yīng)商，加上波峰焊接工藝才會出現(xiàn)的。3． 無鉛對與那些高質(zhì)量要求的行業(yè)來說，由于豁免條例等等，目前的壓力還不太大。也就是說無鉛是否可靠并不是他們急于解決的問題。所以估計這方面的用戶，雖然關(guān)注無鉛的發(fā)展，但短期內(nèi)也不會做出很嚴(yán)厲的要求。所遇到的情況是一方面可以利用豁免條例來延緩這方面的沖擊；另一方面，即使法規(guī)上要求必須采用無鉛，其競爭情況是一致的。有些用戶還可能對于風(fēng)險毫不知情，對遵從法規(guī)的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過對可靠性方面的要求），這方面的無鉛化還是會在‘可靠性被懷疑’的情況下推進(jìn)的。無鉛的焊接問題：無鉛焊接的質(zhì)量問題，有許多模式是和錫鉛技術(shù)中一樣的。我們只看看無鉛技術(shù)中較特有的問題。高溫焊接環(huán)境；2。替代鉛的其他金屬或合金特性。首先受到影響的，是器件封裝的耐熱問題。這對以往器件只保證承受240℃來說，肯定是存在損壞風(fēng)險的。加上其‘較冷’熱特性的焊點，當(dāng)滿足BGA的焊接條件時，容易使到同一PCBA上的其他小熱容量器件的溫度高出許多，這又進(jìn)一步加強(qiáng)了熱損壞的風(fēng)險。不過這里要提醒的，是這是器件供應(yīng)商用來測試的標(biāo)準(zhǔn)。由于實際PCBA上存在熱容量及對流條件的不同，我們是可能很難同時滿足焊點的焊接溫度需求以及封裝的耐熱需求的。對于較厚的BGA封裝，標(biāo)準(zhǔn)中還允許其保證在較低的溫度（如245，250℃，注四）。高溫度帶來的問題，還有以下各種故障：167。 PCB分層167。 器件吸潮破壞（例如爆米花效應(yīng)）167。 氧化程度提高以及連帶的故障（如氣孔、收錫等）167。 焊點共面性問題（虛焊或開焊）167。主要是程度上要做得更到位，并對技術(shù)整合管理的要求更高。焊點的剝離（Lifted Pad）：這類故障現(xiàn)象多出現(xiàn)在通孔波峰焊接工藝中，但也在回流工藝中出現(xiàn)過。這現(xiàn)象的主要原因是無鉛合金的溫度膨脹系數(shù)和基板之間出現(xiàn)很大差別，導(dǎo)致在焊點固化的時候在剝離部份有太大的應(yīng)力而使他們分開。所以處理這問題主要有兩個主要做法，一是選擇適當(dāng)?shù)暮噶虾辖穑硪皇强刂评鋮s的速度，使焊點盡快固化形成較強(qiáng)的結(jié)合力。日本有一個流行
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