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        SMT無鉛焊接金屬間化合物的脆性怎么樣?

        來源:   發布時間:2020-07-14   點擊量:719

        金屬間化合物(IMC)凝固過程中在所述接口芯片處理的焊縫通常析出物,因此,基體材料和位于IMC焊料界面。IMC與母材及釬料的結晶體、固溶體結構相比較,強度是最弱的。其原因是:金屬間化合物是在熱膨脹系數的脆性材料基板,襯墊,焊料側部件,容易產生造成的開裂顏色失敗之間有很大的區別。

        有研究表明,SMT無鉛釬料與Sn-37Pb釬料最大的不同是,在smt貼片再流焊和隨后的熱處理及熱時效(老化)過程中,金屬間化合物會進一步長大,從而影響長期可靠性。

        圖1是有鉛焊接與無鉛焊接溫度曲線比較,圖中下方曲線是Sn-37Pb的溫度曲線,Sn-37Pb的熔點為183℃,峰值溫度為210~230℃,液相時間為60~90:圖中上方曲線是Sn-Ag-Cu的溫度曲線,Sn-Ag-Cu的熔點約為220℃,峰值溫度為235~245℃,液相時間為50~60s。圖中可以顯示進行了無鉛焊接與有鉛焊接的比較,SMT無鉛焊接的溫度高、工藝分析窗口窄,IMC的厚度一般不容易通過控制。

        由于技術擴散的速度與溫度變化成正比發展關系,擴散的量與峰值進行溫度的持續工作時間和液相時間也成正比關系,焊接環境溫度越來越高,時間越長,化合物層會增厚。而無鉛焊料Sm-Ag-Cu熔點比Sn-37Pb高34℃,因此無鉛焊接的高溫會使IMC快速增長:從兩條溫度曲線的比較中還可以看到,無鉛焊接從峰值溫度至爐子出口的時間也比Sn-37Pb長,這相當于增加了熱處理的時間,也會使無鉛焊點IMC增多;另外,有研究表明,無鉛釬料在熱時效(老化)過程中金屬間化合物會進一步長大,也就是說,pcba產品在使用過程中由于環境溫度變化及加電發熱(相當于老化),IMC還會進一步長大IMC厚度過大并不斷增長。 由于IMC是脆性的,過厚的IMC也會影響無鉛焊點的長期可靠性。 控制金屬間化合物厚度的pcba電路板不宜過厚,溫度曲線應設置考慮使用較低的峰值溫度和較短的峰值溫度持續時間,同時也要縮短液相時間。因此,無鉛焊接工藝窗口很窄。

        總之,溫度低、潤濕性差,會影響擴散的發生,影響焊點強度: 溫度過高,金屬間化合物過多,也會影響焊點電弧。



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