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銅溶解在錫中的問(wèn)題解答?


m.csxgd.cn Monday, March 2, 2015

    

銅溶解在錫中的問(wèn)題解答:

      在無(wú)鉛時(shí)代,在新的焊料合金中錫的含量達(dá)到95-99%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的低共熔點(diǎn)錫鉛合金的63%。由于錫含量比較高,從焊盤、微孔和電鍍孔擴(kuò)散到焊料中的銅的數(shù)量是錫鉛焊膏的二到四倍之多。實(shí)際溶解率取決于許多因素:焊接時(shí)的溫度、使用的焊接工藝(波峰焊、焊膏再流焊、烙鐵維修、焊料噴焊),以及接觸時(shí)間和預(yù)熱溫度。 
      合金設(shè)計(jì)人員也在研究這個(gè)問(wèn)題,許多公司已經(jīng)研制出擁有專利權(quán)的合金,這些合金通過(guò)減緩銅的溶解速度來(lái)降低這個(gè)問(wèn)題的影響。例如,在CuSn低共熔點(diǎn)合金中加入少量的鎳(Ni)能夠降低銅的擴(kuò)散速度,達(dá)到類似錫鉛合金的水平。在SAC合金中加入銻(Sb)也可以達(dá)到同樣的效果。在SAC合金中加入少量的鉍,效果也很好,但是沒(méi)有那么明顯。 
      對(duì)于電路板,制造商必需通過(guò)控制孔的形成和鍍銅工藝來(lái)解決銅的溶解問(wèn)題。為了在鉆孔或者激光燒蝕工藝處理后得到清潔的孔或者微孔,他們研制出用 清除孔或微孔上的殘?jiān)木芸刂瞥绦,并且在孔、焊盤和微孔鍍上充足的銅。電鍍層的厚度不能低于25μm,以保證微孔或者導(dǎo)通孔上的銅在焊接過(guò)程中不會(huì)全部溶解到錫中。如果銅在焊接過(guò)程中全部溶解到錫中,電氣連接就會(huì)被破壞,或者至少是削弱了。 
      能夠承受更高的無(wú)鉛焊接溫度的新型層壓材料的出現(xiàn),使問(wèn)題變得更復(fù)雜。這些新材料處理起來(lái)更加困難,而且需要對(duì)傳統(tǒng)的環(huán)氧玻璃層壓工藝做大量改動(dòng)。 
焊接工藝對(duì)銅的最后溶解也起重要的作用。對(duì)于焊膏再流焊而言,焊料合金中出現(xiàn)銅溶解的體積是有限的,也是局部的焊料合金出現(xiàn)銅溶解,而且可以通過(guò)研究再流焊溫度曲線來(lái)縮短溫度高于液相線的時(shí)間(TAL)。波峰焊是另一回事。熔化的焊料在電路板上流過(guò),進(jìn)入電鍍的孔,將加快銅的溶解速度。在修理連接器的焊料噴焊工藝中也存在類似的情況。電路板設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是減少散熱器──散熱器需要較長(zhǎng)的焊接時(shí)間。

結(jié)論: 
      在無(wú)鉛世界中,銅的溶解問(wèn)題限制了組裝件返工的次數(shù)。一旦銅走線、彎曲部分或者微孔上的銅完全溶入焊料中,電氣連接和產(chǎn)品的可靠性就會(huì)受到影響。

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