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PCBA组装中无铅工艺对无铅锡膏的几个要求

2017-09-09 17:31:30 PCBA加工厂家 115

PCBA组装中无铅工艺的越来越盛行,无铅锡膏作为无铅工艺的重要一环,它的性能表现也越来越多引起人们的关注。无铅工艺已经成为我们必然的选择。本文以无铅锡膏的研发为基础,针对无铅工艺带来的几个问题,如合金的选择、印刷性、低温回流、空洞水平等展开讨论。

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无铅合金的选择  

为了找到适合的无铅合金来替代传统的Sn-Pb合金,人们曾做过许多的尝试。这是因为无铅合金的选择需要考虑的因素很多,如熔点、机械强度、保质期、成本等。表1列举了三种主要无铅合金的比较结果。 

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人们最终把目标锁定在富含Tin的合金上,在富含Tin的合金中,Sn/Ag/Cu 系列又成为选择的目标。而Sn,Ag,Cu三种合金成份比例的确定也经历了一段探索的过程,这主要是考虑到焊点的机电性能,如抗拉强度、屈服强度、疲劳强度、塑性、导电率等等。

印刷性  

由于Sn/Ag/Cu合金的密度(7.5 g/mm3 )比Sn-Pb合金的密度 (8.5g/mm3 ) 低,使用该种合金的无铅焊锡膏的印刷性比有铅锡膏差一些,如容易粘刮刀等。尽管如此,由于保证锡膏的良好的印刷性对于提高SMT的生产效率、降低成本十分重要,在合金成分相同的情况下,只有通过助焊剂成分的调整来提高锡膏的印刷性,如填充网孔能力、湿强度、抗冷/热坍塌及潮湿环境能力等,并最终提高印刷速度、改善印刷效果。

低温回流的重要性  

由于无铅合金的熔点升高(Sn/Ag/Cu合金的熔点为217°C,Sn-Pb合金熔点为183°C),无铅工艺面临的首要问题便是回流焊时峰值温度的提高。在图2中描述了无铅锡膏回流焊接时,在最坏情况假设下(线路板最复杂,系统误差和测量误差为正,以及满足充分浸润的条件),线路板上最热点温度可能达到的温度(265°C)。图中最冷点235°C是为保证充分浸润的建议条件。

空洞水平  

空洞是回流焊接中常见的一种缺陷,尤其在BGA/CSP等元器件上的表现尤为突出。由于空洞的大小、位置、所占比例以及测量方面的差异性较大,至今对空洞水平的安全性评估仍未统一起来。有经验的工程师习惯将空洞比例低于15%-20%,无较大空洞,且不集中于连接处的有铅焊点认为是可接受的。



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