提高焊點(diǎn)可靠性的辦法
發(fā)布時(shí)間:2012/9/21 19:26:21 訪問次數(shù):1319
從焊點(diǎn)失效因素FMS6363CSX的分析中，我們不難看出，引起焊點(diǎn)失效因素可歸結(jié)于兩大方面：一是焊點(diǎn)上所受應(yīng)力的程度。這種應(yīng)力包括生產(chǎn)過程中所必須承受的熱應(yīng)力如再流焊或波峰焊所承受的高溫；焊點(diǎn)使用過程中所必須承受的熱循環(huán)和通電過程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力即各種形式蠕變與疲勞；外來(lái)應(yīng)力，包括跌落、碰撞。以SAC為代表的無(wú)鉛焊點(diǎn)中其IMC部位上均分布有Ag3Sn，由于Ag3Sn呈板狀結(jié)構(gòu)，由于各種應(yīng)力易集中在板狀結(jié)構(gòu)上，故會(huì)給焊點(diǎn)的可靠性帶來(lái)不確定性。二是無(wú)鉛制程工藝，要想獲取高可靠性的產(chǎn)品，無(wú)鉛制程不僅是只要將錫鉛焊料換成無(wú)鉛焊料那么簡(jiǎn)單，工藝控制也是非常關(guān)鍵的因素，而且工藝的控制涉及面廣稍有疏忽都會(huì)帶來(lái)可靠性問題。
因此要提高焊點(diǎn)的可靠性首先選擇高可靠性的焊料合金。或許無(wú)鉛焊料的初期選用SAC合金，一方面它由Sn3.5Ag添加微量的Cu改性而來(lái)，另一方面是它熔化溫度僅有217 0C，并且在常溫下各項(xiàng)綜合性能都還不錯(cuò)。但當(dāng)發(fā)現(xiàn)它具有脆性，不能適應(yīng)汽車電子一類高可靠性場(chǎng)合使用。故近年來(lái)不斷推出低Ag含量以及稀有元素改進(jìn)的品種。特別是近年來(lái)人們把注意力投放在Sn0.7Cu的改進(jìn)上。盡管Sn0.7Cu焙點(diǎn)高，但它是共晶合金，特別是它的韌性要好于SAC合金。韌性好對(duì)焊點(diǎn)的可靠性是非常寶貴的，Sn-Pb焊料之所以能讓人們念念不忘，其中韌性好是它的特點(diǎn)。當(dāng)這個(gè)特點(diǎn)失去時(shí)，人們又是多么地向往它。幸運(yùn)的是通過對(duì)Sn0.7Cu的改性，使它的綜合性能得到提升，改性后的Sn0.7Cu具有較好的韌性，盡管它的熔點(diǎn)稍高于SAC合金，但由于現(xiàn)有的元器件及PCB耐熱性有所提高，因此改性后的Sn0.7Cu將會(huì)在再流焊領(lǐng)域派上用場(chǎng)。
提高元器件和PCB基板之間CTE的匹配，也是從根本上提高焊點(diǎn)可靠性的方法之一。元器件的CTE是已定的，關(guān)鍵是選用低CTE的PCB基板。這表明PCB基板應(yīng)具有更高的Tg，更高Td，更低的CTE特別是Z軸CTE、更低的吸濕性。同時(shí)所用的器件應(yīng)盡可能選用QFP封裝以提高器件的吸震性。此外，PCB結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更應(yīng)合理，保持良好的焊點(diǎn)形態(tài)也是提高焊點(diǎn)可靠性重要手段。目前許多高品質(zhì)的PCB基材投入商業(yè)應(yīng)用中，詳見第3、4章。
實(shí)施正確的無(wú)鉛工藝也是提高無(wú)鉛焊點(diǎn)可靠性的基本保證。無(wú)鉛合金熔點(diǎn)高，相應(yīng)的焊接溫度也要高，在工藝溫度更高的情況下，已經(jīng)出現(xiàn)或會(huì)出現(xiàn)一些常見的問題或故障，包括PCB脫層、PCB超泡、翹曲、金屬化孔壁破裂、Z軸熱膨脹、PCB變色、連接器塑料件變形、波峰焊更多的殘?jiān)�、需要更好的助焊劑、更�?qiáng)的清洗能力、再流焊中大的PCB組裝件塌落和殘余應(yīng)力增大。高溫還會(huì)引起IC元器件、鋁電解電容器、MLCC和熱敏光器件或熱敏晶體器件的損壞；甚至可能會(huì)對(duì)模塊的“內(nèi)部焊點(diǎn)”產(chǎn)生有害的影響。
因此要提高焊點(diǎn)的可靠性首先選擇高可靠性的焊料合金。或許無(wú)鉛焊料的初期選用SAC合金，一方面它由Sn3.5Ag添加微量的Cu改性而來(lái)，另一方面是它熔化溫度僅有217 0C，并且在常溫下各項(xiàng)綜合性能都還不錯(cuò)。但當(dāng)發(fā)現(xiàn)它具有脆性，不能適應(yīng)汽車電子一類高可靠性場(chǎng)合使用。故近年來(lái)不斷推出低Ag含量以及稀有元素改進(jìn)的品種。特別是近年來(lái)人們把注意力投放在Sn0.7Cu的改進(jìn)上。盡管Sn0.7Cu焙點(diǎn)高，但它是共晶合金，特別是它的韌性要好于SAC合金。韌性好對(duì)焊點(diǎn)的可靠性是非常寶貴的，Sn-Pb焊料之所以能讓人們念念不忘，其中韌性好是它的特點(diǎn)。當(dāng)這個(gè)特點(diǎn)失去時(shí)，人們又是多么地向往它。幸運(yùn)的是通過對(duì)Sn0.7Cu的改性，使它的綜合性能得到提升，改性后的Sn0.7Cu具有較好的韌性，盡管它的熔點(diǎn)稍高于SAC合金，但由于現(xiàn)有的元器件及PCB耐熱性有所提高，因此改性后的Sn0.7Cu將會(huì)在再流焊領(lǐng)域派上用場(chǎng)。
提高元器件和PCB基板之間CTE的匹配，也是從根本上提高焊點(diǎn)可靠性的方法之一。元器件的CTE是已定的，關(guān)鍵是選用低CTE的PCB基板。這表明PCB基板應(yīng)具有更高的Tg，更高Td，更低的CTE特別是Z軸CTE、更低的吸濕性。同時(shí)所用的器件應(yīng)盡可能選用QFP封裝以提高器件的吸震性。此外，PCB結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更應(yīng)合理，保持良好的焊點(diǎn)形態(tài)也是提高焊點(diǎn)可靠性重要手段。目前許多高品質(zhì)的PCB基材投入商業(yè)應(yīng)用中，詳見第3、4章。
實(shí)施正確的無(wú)鉛工藝也是提高無(wú)鉛焊點(diǎn)可靠性的基本保證。無(wú)鉛合金熔點(diǎn)高，相應(yīng)的焊接溫度也要高，在工藝溫度更高的情況下，已經(jīng)出現(xiàn)或會(huì)出現(xiàn)一些常見的問題或故障，包括PCB脫層、PCB超泡、翹曲、金屬化孔壁破裂、Z軸熱膨脹、PCB變色、連接器塑料件變形、波峰焊更多的殘?jiān)�、需要更好的助焊劑、更�?qiáng)的清洗能力、再流焊中大的PCB組裝件塌落和殘余應(yīng)力增大。高溫還會(huì)引起IC元器件、鋁電解電容器、MLCC和熱敏光器件或熱敏晶體器件的損壞；甚至可能會(huì)對(duì)模塊的“內(nèi)部焊點(diǎn)”產(chǎn)生有害的影響。
從焊點(diǎn)失效因素FMS6363CSX的分析中，我們不難看出，引起焊點(diǎn)失效因素可歸結(jié)于兩大方面：一是焊點(diǎn)上所受應(yīng)力的程度。這種應(yīng)力包括生產(chǎn)過程中所必須承受的熱應(yīng)力如再流焊或波峰焊所承受的高溫；焊點(diǎn)使用過程中所必須承受的熱循環(huán)和通電過程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力即各種形式蠕變與疲勞；外來(lái)應(yīng)力，包括跌落、碰撞。以SAC為代表的無(wú)鉛焊點(diǎn)中其IMC部位上均分布有Ag3Sn，由于Ag3Sn呈板狀結(jié)構(gòu)，由于各種應(yīng)力易集中在板狀結(jié)構(gòu)上，故會(huì)給焊點(diǎn)的可靠性帶來(lái)不確定性。二是無(wú)鉛制程工藝，要想獲取高可靠性的產(chǎn)品，無(wú)鉛制程不僅是只要將錫鉛焊料換成無(wú)鉛焊料那么簡(jiǎn)單，工藝控制也是非常關(guān)鍵的因素，而且工藝的控制涉及面廣稍有疏忽都會(huì)帶來(lái)可靠性問題。
因此要提高焊點(diǎn)的可靠性首先選擇高可靠性的焊料合金�；蛟S無(wú)鉛焊料的初期選用SAC合金，一方面它由Sn3.5Ag添加微量的Cu改性而來(lái)，另一方面是它熔化溫度僅有217 0C，并且在常溫下各項(xiàng)綜合性能都還不錯(cuò)。但當(dāng)發(fā)現(xiàn)它具有脆性，不能適應(yīng)汽車電子一類高可靠性場(chǎng)合使用。故近年來(lái)不斷推出低Ag含量以及稀有元素改進(jìn)的品種。特別是近年來(lái)人們把注意力投放在Sn0.7Cu的改進(jìn)上。盡管Sn0.7Cu焙點(diǎn)高，但它是共晶合金，特別是它的韌性要好于SAC合金。韌性好對(duì)焊點(diǎn)的可靠性是非常寶貴的，Sn-Pb焊料之所以能讓人們念念不忘，其中韌性好是它的特點(diǎn)。當(dāng)這個(gè)特點(diǎn)失去時(shí)，人們又是多么地向往它。幸運(yùn)的是通過對(duì)Sn0.7Cu的改性，使它的綜合性能得到提升，改性后的Sn0.7Cu具有較好的韌性，盡管它的熔點(diǎn)稍高于SAC合金，但由于現(xiàn)有的元器件及PCB耐熱性有所提高，因此改性后的Sn0.7Cu將會(huì)在再流焊領(lǐng)域派上用場(chǎng)。
提高元器件和PCB基板之間CTE的匹配，也是從根本上提高焊點(diǎn)可靠性的方法之一。元器件的CTE是已定的，關(guān)鍵是選用低CTE的PCB基板。這表明PCB基板應(yīng)具有更高的Tg，更高Td，更低的CTE特別是Z軸CTE、更低的吸濕性。同時(shí)所用的器件應(yīng)盡可能選用QFP封裝以提高器件的吸震性。此外，PCB結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更應(yīng)合理，保持良好的焊點(diǎn)形態(tài)也是提高焊點(diǎn)可靠性重要手段。目前許多高品質(zhì)的PCB基材投入商業(yè)應(yīng)用中，詳見第3、4章。
實(shí)施正確的無(wú)鉛工藝也是提高無(wú)鉛焊點(diǎn)可靠性的基本保證。無(wú)鉛合金熔點(diǎn)高，相應(yīng)的焊接溫度也要高，在工藝溫度更高的情況下，已經(jīng)出現(xiàn)或會(huì)出現(xiàn)一些常見的問題或故障，包括PCB脫層、PCB超泡、翹曲、金屬化孔壁破裂、Z軸熱膨脹、PCB變色、連接器塑料件變形、波峰焊更多的殘?jiān)�、需要更好的助焊劑、更�?qiáng)的清洗能力、再流焊中大的PCB組裝件塌落和殘余應(yīng)力增大。高溫還會(huì)引起IC元器件、鋁電解電容器、MLCC和熱敏光器件或熱敏晶體器件的損壞；甚至可能會(huì)對(duì)模塊的“內(nèi)部焊點(diǎn)”產(chǎn)生有害的影響。
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提高元器件和PCB基板之間CTE的匹配，也是從根本上提高焊點(diǎn)可靠性的方法之一。元器件的CTE是已定的，關(guān)鍵是選用低CTE的PCB基板。這表明PCB基板應(yīng)具有更高的Tg，更高Td，更低的CTE特別是Z軸CTE、更低的吸濕性。同時(shí)所用的器件應(yīng)盡可能選用QFP封裝以提高器件的吸震性。此外，PCB結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更應(yīng)合理，保持良好的焊點(diǎn)形態(tài)也是提高焊點(diǎn)可靠性重要手段。目前許多高品質(zhì)的PCB基材投入商業(yè)應(yīng)用中，詳見第3、4章。
實(shí)施正確的無(wú)鉛工藝也是提高無(wú)鉛焊點(diǎn)可靠性的基本保證。無(wú)鉛合金熔點(diǎn)高，相應(yīng)的焊接溫度也要高，在工藝溫度更高的情況下，已經(jīng)出現(xiàn)或會(huì)出現(xiàn)一些常見的問題或故障，包括PCB脫層、PCB超泡、翹曲、金屬化孔壁破裂、Z軸熱膨脹、PCB變色、連接器塑料件變形、波峰焊更多的殘?jiān)�、需要更好的助焊劑、更�?qiáng)的清洗能力、再流焊中大的PCB組裝件塌落和殘余應(yīng)力增大。高溫還會(huì)引起IC元器件、鋁電解電容器、MLCC和熱敏光器件或熱敏晶體器件的損壞；甚至可能會(huì)對(duì)模塊的“內(nèi)部焊點(diǎn)”產(chǎn)生有害的影響。
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