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有铅和无铅夹杂组装的工艺靠得住性

2019-04-15 15:06暂无阅读:1728评论:0

一、概述

21世纪初,其时一些通信用终端产物(如手机等),因为国际市场的需要,率先要实现产物的无铅化,一时给元器件、PCB等厂商带来了产物必需敏捷更新换代的伟大冲击。其时因为元器件无铅化的滞后,系统组装企业曾经因为部门无铅元器件无货源,而只能短时用有铅元器件来替代。这就是无铅化早期显现过的无铅钎料焊接有铅元器件的向前兼容现象。然而时过几年后,元器件等的无铅化取得了突飞大进的成长,周全知足了终端产物的生产需要。因为绿色无铅化是元器件等行业成长的大趋势,对元器件生产厂商来说,原有的有铅生产线,大部门都是一步到位地革新成无铅生产线了,市场上无铅元器件正敏捷庖代有铅元器件。这又导致了市场尚无无铅化要求的很多有铅产物(如通信类产物中的系统产物),因购不到有铅元器件而不得不选用无铅元器件替用,这就又显现了用有铅钎料焊接无铅元器件引脚的向后兼容的状况,如表1所示。

表1

因为产物生产成本的伟大压力,在今朝市场尚无无铅化要求的情形下,几乎绝大部门的企业,在各自的产物生产中均不得不接纳了这种向后兼容的夹杂生产体式。市场的需求导致了这种夹杂生产工艺体式仅在几年的时间便演酿成电子业界产物生产的主流工艺。

二、有铅向无铅手艺改变的过渡时期

由有铅制造向无铅制造改变弗成能一蹴而就。是以,电子产物组装生产线在一个较长的时间内,都或者是使用无铅元器件和有铅钎料进行组装焊接的夹杂组装阶段,即有铅(SnPb)钎料和无铅(SAC)钎料配合存在于统一块PCBA上。表1列举的第一个或者的无铅组装PCBA是向前端兼容。在改变了焊膏成分和响应的再流曲线之后,前端兼容组装的BGA等器件,在焊到PCBA上时使用了无铅焊膏,这就造成BGA类器件的SnPb钎料球被无铅焊膏中的Ag、Cu等替代金属所污染。表1列举的第二个或者的无铅组装PCBA是向后端兼容。后端兼容方案的提出是在器件供给商引入无铅器件之后,但不是所有使用这些器件组装PCBA的生产商都能将他们的生产线改变为无铅生产线。出于节约生产成本身分,这些PCBA组装生产商仍将使用遍及存在的有SnPb焊膏和SnPb再流焊接曲线来焊接无铅器件。如许混装形成的焊点又会对无铅BGA类器件的钎料球造成Pb污染。

三、有铅与无铅夹杂组装的相容性

1.组合类型1)SAC钎料球与SnPb焊膏组合(向后兼容)SAC钎料球与SnPb焊膏(见图1)工艺相容性存在的问题,首要是SnPb焊膏在再流过程中,当使用SnPb焊膏和通俗温度曲线时,因再流峰值温度为205~220℃,当SAC钎料球合金不克完全熔化时,或者会发生下面的几种后果:(1)自校正感化削弱或没有自瞄准感化发生,它或者发生局部开路的焊点,这对精美间距引脚器件尤为主要。(2)钎料球坍塌不敷,器件共面性的问题更趋严重。它或者发生局部开路的焊点。(3)钎料球没有发生熔塌,两种合金少少夹杂,焊点显微构造不平均,或者发生内应力。SAC钎料球与SnPb焊膏混用时,当再流峰值温度高于225℃(如232℃)时,此时,SAC钎料球完全熔化。与使用SnPb钎料球/SnPb焊膏组合比拟,其靠得住性并不下降。

图1 SAC钎料球与SnPb焊膏

2)SnPb钎料球与SAC焊膏组合(向前兼容)SnPb钎料球与SAC焊膏混用时,有铅钎料球先熔化,笼盖在焊盘与元器件焊端上面,助焊剂挥发物不易完全排出,易发生朴陋,如图2所示。

图2 排气不畅形成朴陋

Jessen研究了焊膏材料与PBGA、CSP引脚钎料球材料对再流焊接后朴陋的影响水平,按下述分歧组合而递减:SnPb球/SAC焊膏>SAC球/SAC焊膏>SnPb球/SnPb焊膏Jessen还以下述模型(见图3、图4)对上述现象作认识释。

图3 熔点:合金A>合金B

图4熔点:合金A<合金B