9博体育app下载-无Pb焊点特有的工艺缺陷现象

一、凝结过程分解的缺失1、阐述目前，正处于从有Pb钎料向无Pb钎料过渡性之中，与凝结有关的一些问题将不会凸显出来，如微偏析、起尖、缩孔、焊接欺压离、PBGAPCB体翘曲等。这些现象虽然在SnPb钎料中有时也不会再次发生，如当基板吸湿后也不会引发焊接欺压离，但在装配中这种缺失并不常常再次发生，因而会引发过分的注目。然而对于无Pb焊，由钎料凝结过程所引起的缺失毕竟一种高发的更为广泛的现象。

为了提高无Pb化产品的可靠性，提升产品质量，国外已开始对焊凝结现象积极开展了系统的研究，目的搞清楚焊凝结中所引起的各种缺失现象的机理和诱导的对策。凝结现象引起的问题也是最深刻印象的问题，它以“起尖”为中心来进行对其缺失构成机理的研究。在日本将起尖现象称作“リフトオフ”，在欧洲称作“Lift-off”，在美国称作“Fillet-lifting”。

2、初晶粗壮的金属间化合物的构成标准的无Pb钎料主要是SnAgCu、SnCu之类，和SnPb钎料比起，它们分解的金属间化合物有所不同。金属间化合物生长晶粒较粗壮，从状态图可以预测到，如SnAg二元合金状态图如图1右图。在状态图的右侧Ag的浓度低，相的包含要稍许简单些。

该外侧和一般来说的焊点没关系，主要是坐落于左侧的Sn浓度的包含是最重要的。SnAg的共晶成分是Sn3.5Ag。如Ag3Sn的构成范围从图的左侧才可看岀。图1SnAg二元合金状况图在SnPb场合随着Pb含量的变化有多种多样的合金成分，和共晶组分Sn37Pb比起，即此Pb的含量在共晶组分上下变化，也会引发轻微的机械性能的变化。

然而像SnAg这样的无Pb钎料构成的金属间化合物就不一样了，从共晶组分向化合物外侧不有可能没显著的波动。例如，Ag量从零减少其抗拉强度也减少，而延伸率有所增大。

但当Ag量多达3.5wt%时，抗拉强度明显上升。此时，除两县识的Ag3Sn相外还不会有数十μm的粗壮板状Ag3Sn互为构成，如图2右图。

人们把这个粗壮的Ag3Sn叫作初晶，它是在钎料凝结过程初始两县的固态的组织。这种粗壮的金属化合物相的构成，不仅使强度低落，而且脆性、疲惫和冲击等特性都会受到严重影响。

图2在Sn3.9Ag0.6Cu钎料球中构成的粗壮板状Ag3Sn初晶（右图是用转印萃取的化合物图像）对于SAC305无Pb钎料来说，初晶金属间化合物是细长棒状的Cu6Sn5，并未看到Ag3Sn初晶。当Ag量减少后，在初晶Cu6Sn5棒状粒子中才减少了非常粗壮的板状粒子的初晶Ag3Sn，如图3右图。

图3SnAgCu合金分解的粗壮化初晶金属间化合物及其影响3、焊盘边缘起尖（1）现象叙述。起尖是无铅波峰焊接中的高发性缺失，在单面PCB上不再次发生，只再次发生在金属化通孔的基板上，而且目前尚能缺少标准化的对策。在找到起尖现象的初期，年所对其展开研究的是英国的Vincent，他用Sn7.5Bi2Ag0.5Cu钎料合金，对双面都有铜焊盘的金属化通孔的PCB展开波峰焊相接，找到在铜焊盘和钎料圆角的界面再次发生挤压现象。随后，又找到许多含Bi的合金系由也不存在此现象。

而且即使含Bi，只要在配备的元器件的焊端镀上了SnPb合金，某种程度也不会再次发生，如图4右图。图4镀SnPb的引线在波峰焊相接时分解的起尖现象（2）焊盘边缘起尖现象再次发生的机理。

①材料间CTE相当严重不给定。基板和钎料、Cu等的热膨胀系数的失配是引起起尖现象的一个最重要因素。基板是纤维增强的塑料（FRP），它沿板面方向的热膨胀系数小，可以保证被配备的电子元器件的热变形小。

作为复合材料，面积方向的热膨胀和横向方向的热膨胀差异相当大，沿板面横向方向的膨胀是相当大的（例如，FR-4厚度方向的热膨胀系数CTE是Sn的10倍以上）。如果在界面上不存在液相，只要圆角有热收缩之后不会从基板上翘起来，而且一旦翘起来就无法复原。②含Pb、Bi等合金元素的影响。Bi加到在无Pb钎料中，是作为一种减少熔点提高润湿性的合金元素。

图5示出了SnBi二元合金在Sn外侧的状态图，从状态图中可见在Sn侧固、液并存区温度范围逆大。

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