行业技术 industry-technology
您现在的位置:首页 > 行业技术 > PCBA中铅焊和无铅焊接制造工艺的比较

PCBA中铅焊和无铅焊接制造工艺的比较

发布时间:2018/11/16 行业技术 标签:无铅焊接制浏览次数:224

微电子器件中焊点的尺寸越来越小,导致它们承受更多的机械,电气和热力学负荷,满足其可靠性起义的要求。电子封装技术包括SMT(表面贴装技术),CSP(芯片级封装)和BGA(球栅阵列)技术需要通过焊点实现不同材料之间的电气和刚性机械连接,以便连接质量和可靠性决定质量和电子产品的可靠性。即使单个焊点失效也可能导致电子产品完全损坏。因此,如何确保焊点质量是现代电子产品极为关注的问题。

传统的SnPb焊料含有铅(铅),它与铅化合物一起是一种高毒性物质,长期使用会对人们的生活和环境造成极大的破坏。到目前为止,无铅焊料不断取代铅焊料,因为它具有环保的优点。但是,无铅制造与PCBA(印刷电路板组装)工艺中的铅制造不同,参数已经过修改。因此,充分了解PCBA中铅焊和无铅焊接制造工艺之间的比较具有重要意义,这样电子产品的性能和功能不会受到环境问题的影响。

无铅焊料与铅焊料的性能比较

  • 无铅焊料的熔点高于铅焊料。

一个。传统的铅共晶焊料(Sn37Pb)的熔点为183°C。

无铅共晶焊料(SAC387)的熔点为217°C。

由于无铅共晶焊料(SAC387)的熔点比传统的铅共晶焊料(Sn37Pb)高34°C,其结果是:

1)。随后温度升高导致焊料容易被化学物质在金属间快速生长氧化。

2)。某些部件如塑料封装或电解电容器的焊接温度往往比其他元件更大。

3).SAC合金会给元件带来更大的应力,因此具有低介电常数的元件将有更多的故障通道。

4)。元件的无铅焊料表面有多种焊接表面可供选择。由于锡的成本低,因此锡在焊料中的应用更为广泛。然而,倾向于在锡的表面上产生薄的氧化层。另外,电镀后可能会产生应力。结果,倾向于产生锡须。

  • 无铅焊料的润湿性比铅焊料差。

与铅焊料相比,无铅焊料的润湿性明显低于铅焊料。不良的润湿性往往使焊点无法满足自校准能力,拉伸强度和剪切强度方面的要求。当未实施修改以弥补该缺点时,不良润湿性可能导致焊点的较高废品率。

  • 无铅焊料和铅焊料的物理特性比较。

下表显示了无铅焊料和铅焊料之间的物理特性差异。

如上表所示,与传统的铅焊料制造相比,由于焊料性能的差异,无铅焊料肯定会对焊点可靠性产生不良影响。从机械影响的角度来看,典型的无铅焊料比铅焊料更硬。此外,产生的表面氧化物,助焊剂污染物和合金残留物可能导致电接触和接触电阻的不良性能。因此,由于以下原因,电子产品从铅到无铅制造的转换从来都不是电气或机械方面的纯粹替代品:

一个。由于铅相对较软,因此无铅制造产生的焊点比铅制造产生的焊点更难,导致更高的强度和更小的转变,但这肯定会导致无铅焊点的高可靠性。

由于无铅焊料具有较差的润湿性,因此会引起更多缺陷,包括空位,位移和墓穴位置。

全面关注无铅制造业

当从铅焊料转变为无铅焊料时,最突出的差异在于高锡含量(> 95%Wt)。因此,应该首先关注以下问题。

  • 锡须生长

锡须从氧化锡层的薄弱部分生长为单晶锡,呈圆柱形或圆柱形长丝。其损害包括:

a。可能在相邻引脚之间引起快捷方式。

可能会对高频特征产生不良影响。

锡焊层中存在压力应力,这被认为是生成锡须的必要原因。例如,当发生大量不规则的Cu6Sn5金属合金时,会形成许多缺陷,包括锡层上的压力应力积累,元件引脚变形和CTE的不匹配,所有这些都将导致锡须的产生。高锡合金将导致锡晶须的产生,特别适用于纯锡。然而,许多金属合金如Pb或Bi可以阻止或阻碍锡须生长。

锡须可能导致细线组件的快捷方式,例如QFP。因此,纯锡可以镀在低等级产品和寿命小于5年的部件上。对于寿命长达5年以上的高可靠性产品和元件,首先镀镍层,厚度小于1μm,然后镀上厚度为2-3μm的锡层。

  • 金属枝晶的生长

金属枝晶具有与锡须不同的生长过程。前者是电化学中离子电迁移的结果。金属枝晶将导致捷径,进一步导致电路故障。

  • 生成CAF

导电阳极丝(CAF)是电化学反应的另一种失效类型。CAF发生在PCB板内,由阳极导电细丝引起,阳极导电细丝含有从阳极到阴极的铜。

当阳极和阴极连接在两极之间发生短路时,CAF增长到一定程度,最终导致灾难性灾难。CAF是高密度PCB组装的灾难,温度较高的无铅焊料使这一问题更容易发生。

  • 锡害虫

锡害虫是由纯锡自发多态性相变引起的。当温度低于13℃时,纯锡会导致从白色转换锡(密度为7.30克/厘米3)从中央正方形结构导出到灰色锡(密度为5.77克/厘米3)的心立方结构。从理论上讲,锡害虫会导致潜在的可靠性风险,但很少观察到因为杂质混入锡中。

当应用无铅焊料时,上述问题是可能的缺陷。然而,只要在PCBA工艺期间利用先进的焊接技术,它们就可以被淘汰。

佳丰达PCBA提供铅焊和无铅焊接制造技术

我们了解不同项目需要不同的焊接技术。为满足客户的所有需求,我们为印刷电路板组装提供铅焊和无铅焊接制造技术。想知道您的PCB组装工作成本是多少?点击以下按钮获得PCBA报价,它不会花费你一分钱!

姓 名:
邮箱
留 言: