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无铅焊锡焊接的可靠性

发布日期:2019-12-09 来源:admin 点击:

 

  影响无铅焊锡焊接的因素

  随着无铅焊锡的推广越来越多的无铅电子产品上市,无铅焊锡焊接的可靠性成为制造商和用户都十分关注的问题,无铅焊锡工艺在国内还处于混乱阶段没有一个可以测试可靠性标准的方法,所以有说无铅比锡铅可靠的也有讲锡铅比无铅可靠的,无铅焊锡焊接的可靠性是个很复杂的问题,可靠性取决与许多的因素,下面列举出七个方面的因素:

  无铅环保焊丝1,依赖焊接合金。回流焊接的“主流”无铅焊料合金是锡银铜(SAC),而波峰焊可以是SAC或锡铜。SAC合金和锡铜合金具有不同的可靠性。2、取决于工艺条件。对于大型复杂电路板,焊接温度通常为260℃,这可能会对印刷电路板和元件的可靠性产生负面影响,但对小型电路板的影响较小,因为最高回流焊接温度可能相对较低。3.取决于印刷电路板层压板。根据层压材料的特性,一些印刷电路板(特别是大型复杂的厚印刷电路板)可能会因无铅焊锡的较高焊接温度而具有较高的故障率,例如分层、层压裂纹、铜裂纹、CAF(导电阳极丝)故障。这也取决于印刷电路板的表面涂层。例如,观察后发现,焊接和镍层(来自ENIG涂层)之间的接头比焊接和铜(例如OSP和浸没银)之间的接头更容易断裂,特别是在机械冲击(例如跌落试验)下。此外,在跌落测试中,无铅焊接会导致更多的印刷电路板开裂。

  4,取决于组件。一些元件,如塑料封装元件和电解电容器,比其他因素更受焊接温度升高的影响。其次,锡丝是高端产品中使用寿命长的细节距部件中另一个更受关注的可靠性问题。此外,SAC合金的高模量也会给元件带来更大的压力,给低介电系数的元件带来问题,这些元件通常更容易失效。5、视机械负载情况而定。SAC合金的高应力速率敏感性要求在机械冲击(如跌落、弯曲等)下更加重视无铅焊料焊接界面的可靠性。)。在高应力率下,过大的应力会导致焊料互连(和/或印刷电路板)容易断裂。

  6,取决于热机械负载条件。在热循环条件下,蠕变/疲劳相互作用将通过损伤累积效应导致焊点失效(即组织粗化/弱化、裂纹出现和扩展)。蠕变应力率是一个重要因素。蠕变应力率随焊点上热机械载荷的大小而变化,因此SAC焊点在“相对温和”的条件下比锡铅焊点能承受更多的热循环,但在“相对苛刻”的条件下比锡铅焊点能承受更少的热循环。热机械载荷取决于温度范围、元件尺寸以及元件和基底之间的CTE失配。例如,有报道称,在通过热循环测试的同一电路板上,具有铜引线框的元件在SAC焊点中的热循环次数将高于锡-铅焊点,而具有42个合金引线框(其印刷电路板CTE失配较高)的元件在SAC焊点中的失效时间将早于锡-铅焊点。同样在同一电路板上,0402陶瓷芯片器件的焊点在SAC中经历的热循环比锡铅多,而2512元件则相反。再举一个例子,许多报道称,当热循环在0℃和100℃之间时,FR4上1206陶瓷电阻焊点的失效时间比无铅焊料焊接中的锡铅要晚,而当温度极限在-40℃和150℃之间时,这种趋势正好相反。7、取决于“加速度系数”。这也是一个有趣且密切相关的因素,但它会使整个讨论变得更加复杂,因为不同的合金(如SAC和Sn-Pb)具有不同的加速系数。因此,无铅焊料互连的可靠性取决于许多因素。