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无铅焊点脆性的解决方法

  这种方法通过在便携式产品的包装中提供某种垫材而减少对焊点的冲击影响。设计上的变化包括用橡胶或更具泡沫性的材料来取代硬壳材料。缺点是会增加装置的体积和成本。
  正如跌落试验结果所示,由于最近实施的有害物质限制法规( RoHS 出现了各种无铅焊料供电子装配业使用。 SnAgCu SAC 合金因具有出色的物理、机械和疲劳特性以及可接受的焊接方式与成本而成为是最常见的选择。然而。此类合金的应用因为焊点的脆性较高(相对于 63Sn37Pb 而显得美中不足。对于采用阵列封装(如 BGA 和 CSP 便携式产品来说,此点尤为重要。
  任何发生在界面的问题均可能通过在界面一侧或双侧采取措施(如焊垫金属化和焊料合金)而得到解决, SAC 焊点断裂主要出现在焊膏与焊垫之间的界面处。显而易见。也可以通过减少对焊点的冲击而予以改进。其它提高焊点可靠性的途径还有:
  改进表面处理
  改进焊料合金
  加强连接力
  改进包装
  表面处理
  镍金焊垫的跌落试验性能比 OSP 差。这一情况似乎与镍上的粗粒 IMC 扇形物 ( scallop 形成有关。如果镀层厚度不控制在 0.2 微米范围内,表面处理的成份直接影响 IMC 形成的类型。已知在某些情况下。沉浸银的跌落试验结果也会因小空洞而受到影响。
  焊点的脆性可能与各批之间 OSP 表面处理的变化有关,表面处理的质量可影响润湿性和金属间化合物的结构。根据 IBM 观察。虽然变化的确切性质尚不清楚。
  焊料合金
  但性能仍然逊于共晶锡 - 铅。这一方面,减少 SAC 合金的 Ag 含量 ( 如 SAC 105 固然有所助益。开发和研究了一类以少量添加剂加以改良的 SnAgCu 合金。这种合金解决方案常被称为 SAC+X 其中 X 添加的一种或几种元素。这一改进减少了焊料合金的硬度,从而也降低其脆性。对这个方法的一种担心是可能会影响热疲劳可靠性。铟泰企业最近一份关于各种合金(包括 SAC+Mn 报告提及其跌落试验的性能优于 Sn63 此外,这种金属的蠕变率也低于 Sn63 因此跌落试验和热疲劳性能评价的结果提供了很有希翼的结果。加强连接力
  而且助焊剂残留物会影响粘着性,脆性焊点的脆弱可通过使用粘胶剂来补偿。粘胶剂可增大 BGA 和 PCB 之间的连接强度。常用的方法有毛细管底部充胶和拐角加强点。底部充胶的缺点是步骤较多。但其优点是粘结强度较大。拐角加强点则在改进连接强度方面作用有限。有一种新的方法引起了业界极大的兴趣,称之为 “ 非流动性底部充胶 ” 这种方法与 SMT 工艺完全兼容并对提高成品可靠性效果最佳。
  改进包装

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