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材料對無鉛焊點可靠性的影響

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,如前所述會帶來焊料及導體材料(如Cu箔)易高溫氧化,金屬間化合物生長迅速等問題。

  因為在焊接過程中,熔融的釬料與焊接襯底接觸時,由于高溫在界面會形成一層金屬問化合物(IMC)。其形成不但受回流焊溫度、時間的控制,而且在后期使用過程中其厚度會隨時間增加。研究表明界面上的金屬間化合物是影響焊點可靠性的一個關鍵因數(shù)。過厚的金屬間化合物層的存在會嚴重導致焊點斷裂,韌性和抗低周疲勞能力下降,從而導致焊點的可靠性降低。另外,由于無鉛焊料和傳統(tǒng)Sn—Pb焊料成分不相同,因此,它們和焊盤材料,如Cu、Ni、AgPd等的反應速率及反應產(chǎn)物可能不相同,從而焊點也會表現(xiàn)出不同的可靠性。

  同時焊料和助焊劑的兼容性也會對焊點的可靠性產(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導致附著力減小,此外,由于熱膨脹系數(shù)不匹配,又會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,才能耐受無鉛再流焊時的高溫沖擊。另外,各焊接互連部件均來自于不同生產(chǎn)廠商,因而部件質量難免參差不齊,如器件引腳可焊性不良等,對無鉛工藝焊點可靠性有較大影響。


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