在无铅环境中的热风整平

当电子工业走向无铅焊接的时候,热风焊料整平仍然是继续可焊性保护的优选方法。     

无铅热风整平PCB焊接不良失效分析

采用切片和SEM&EDS的分析方法对无铅热风整平PCB焊接不良的现象进行了分析。分析结果表明,PCB焊盘表面的锡层完全合金化,降低了焊盘的可焊性。造成该失效的原因在于PCB的热风整平工艺不良。     

微量元素锗对无铅焊料的影响及实际应用研究

近年来,热风整平无铅焊料作为一种无铅化的表面处理方式,因其低廉的加工成本及较好的表面润湿性而受到很多PCB生产厂家的青睐。同时,无铅焊料在应用过程中也暴露了诸多的问题,比如无热风整平无铅焊料产品在下游客户端做回流焊接工艺时,经过一两次的高温回流后,锡面会出现一定程度的发黄现象。本文主要针对此类发黄情况,深入研究探讨了微量元素Ge对无铅焊料的影响以及对发黄改善的机理,通过理论与实践相结合,研究并得出了在热风整平无铅焊料过程中,Ge(锗)浓度的变化规律及其合理的控制方法、以及Ge浓度对无铅焊料性能的具体影响情况。     

热风整平扫描

热风整平(HAL),又可称为热风焊料整平(HASL)已经在印制电路制造工业中采用近20年了。并目仍然是在组装前PCB制造中保持可焊性的最受大多数接受和可靠的方法。 热风整平(HAL)有诸多优点:提供高可焊性的涂覆     

无铅焊料热风整平（锡／镍／铜）可焊性问题的探讨

无铅热风整平作为一种PCB新的无铅表面处理方式，绿色环保先进，很受业界青睐。但是PCB至客户端上锡不良却是一个问题。其不良率时高时低，而且反复发生，多数初采用此工艺的业者无法马上找到问题所在；同时目前国内关于此问题的研究较少，可借鉴文献不足。文章依据实际工作中发生的问题，及通过与星马公司技术人员的探讨成功解决的实例，对无铅热风整平可焊性问题从原理、过程、影响IMC厚度的因素几个方面进行了详细的分析。最后对如何在生产过程中进行管理给出了建议。     

无铅工艺和有铅工艺

随着国际环保要求逐步提高,无铅工艺成为电子产业发展的一个必然过程。详细介绍了有铅工艺和无铅工艺的焊料合金成分、焊料成本、焊料合金熔点温度、焊料合金可焊性、焊焊接后出现的各种故障现象和焊接工艺特点,同时指出了有铅和无铅工艺对电子元器件和PCB要求的不同点,指出了它们的利弊以及使用设备的通用性。     

热风整平工艺上锡不良问题的探讨

热风整平工艺能得到一个平滑而均匀的焊料涂覆层而被广泛的应用于PCB行业。然而,针对该工艺的品质保证绝非易事。热风整平工艺受助焊剂、温度等因素的影响,在品质上容易出现上锡不良、涂层不均匀等不良问题。本文利用X-Ray、SEM、EDS等分析手段对热风整平工艺中的上锡不良问题进行了分析探讨。结果发现:上锡不良PAD位存在克氏空孔,锡层中含有铜元素,其原因是基板中的Cu原子以扩散方式通过界面Cu6Sn5层进入锡面基体中所致,造成上锡不良,导致可焊性差。     

热风整平无铅焊料工艺研究

把传统热风整平工艺应用于无铅焊料涂覆,对垂直式和水平式多种设备与材料进行试验比较,研究得出相应的无铅焊料涂覆工艺参数。     

过渡阶段有铅和无铅混用要注意的问题及应对措施

从理论上来讲,焊料、元件、PCB全部无铅化的效果最好。但目前由于种种原因,尤其是元件方面还不能实现全部无铅化。通过前两期的介绍使我们了解到：有铅和无铅混用时,无论是有铅焊料与无铅元件还是无铅焊料与有铅元件混用,都可能发生焊料合金与焊端或引脚镀层、焊料合金与PCB镀层、元器件与工艺、PCB材料及涂镀层与工艺不相容的问题。因此过渡阶段有铅、无铅混用必须注意材料的相容性。     

ENIG焊点微观组织与失效模式关系研究

无铅有铅混装焊点可靠性问题是军工电子需面对的一个重要问题。随着板级电路组装密度的增大，化学镍金（ENIG）镀层工艺以其平整性好和可焊性好等优势而逐步地取代传统锡铅热风整平工艺。但无铅有铅/ENIG焊点的界面形貌、微观组织与可靠性的相互关系待进一步研究。从焊点界面微观组织、剪切强度、温度循环试验和振动试验等多个方面比较了Sn基焊料在ENIG焊盘和Cu焊盘上的差异，并结合实际案例分析ENIG焊点微观组织结构与Sn基焊料在ENIG焊盘上的脆性界面开裂、非典型黑盘故障和柯肯达尔空洞等多种失效模式的关联关系。     

无铅焊膏工艺适应性的研究

无铅焊膏是适应环保要求的一种绿色焊接材料,其质量的优劣直接决定着现代表面组装组件品质的好坏,为了检测与评价无铅焊膏的性能,研究影响其焊接可靠性的因素,实验研制了一种Sn-Ag-Cu无铅焊膏,并根据其本身的材料特性和实际工艺性能结合IPC的有关标准设计了整套试验,包括:焊膏黏度测试、塌陷实验、焊球实验以及铜板腐蚀测试等。研究结果表明:焊粉的质量分数与焊膏黏度呈正比关系;高温高湿环境下焊膏的可靠性降低,焊后残留物的腐蚀性增强;焊膏过多暴露在氧化环境中易引起焊料成球等焊接缺陷。     

微电子封装无铅焊点的可靠性研究进展及评述

在电子电器产品的无铅化进程中,由于封装材料与封装工艺的改变,焊点的可靠性已成为日益突出的问题。着重从无铅焊点可靠性的影响因素、典型的可靠性问题及无铅焊点可靠性的评价3个方面阐述了近年来该领域的研究状况,进而指出无铅化与可靠性研究需注意的问题和方向。     

氮气保护对无铅再流焊焊点外观质量的影响

由于无铅钎料润湿性较差,在实际生产中普遍采用氮气保护。通过新制定的氮气保护无铅再流焊工艺,对焊点外观质量进行了统计分析。其结果显示氮气保护可以减少元件偏移和桥连等缺陷,对竖碑、焊球和锡珠等缺陷也有一定影响。     

Effects of load and thermal conditions on Pb-free solder joint reliability

Reliability of lead-free solder joints has been a hot topic widely debated in the electronic industry. Most published data indicate that a change to lead-free soldering has the potential benefit of more reliable solder joints than the current Sn-Pb eutectic solder joints. However, in reality many mechanical, metallurgical, thermal, and environmental factors affect the service reliability of solder joints. This paper tries to shed some light on the effects of mechanical loading and thermal conditions on solder joint reliability. These conditions are determined not only by external environments but also by the solder alloy itself and the joint geometry. Analyses with first principles are carried out on solder joints of both areal array and peripheral packages. Effects on fatigue life of solder joint geometry, thermal and mechanical characteristics of components and substrate materials, and application conditions are discussed. The analysis helps explain why lead-free solder joints may not be more reliable in certain application conditions than the current Sn-Pb eutectic solder joints.     

无铅焊料的发展

本文就无铅焊料的发展进行论述。分析了几类正在实用化的无铅焊料特性。最后指出了无铅焊料的发展趋势。     

形成倒装芯片焊点的铜接线柱焊凸(SBC)法

在倒装芯片应用中生长晶圆焊凸的工艺中对于间距较小(即小于150μm)、具有数个尺寸为150μm的焊凸,倒装前的焊锡涂敷好坏对产品的良率和可靠性起着重要作用。因为,如果涂敷的焊锡体积不均匀,就经不起涂敷过程中为确保涂敷在引线框上焊锡的完整和体积一致性而引入的强制视像系统检查,从而降低产出率。这就是一些组装工艺正设法减少或取消这些限制的原因。另一方面,采用直接熔化焊凸的方法来形成焊点是一种速度较快的工艺,但在保证回流处理后的离板高度方面有缺点,导致在温度和功率循环测试中的表现较差。介绍的采用铜接线柱焊凸(SolderBumponCopperStud;SBC)法解决了这些问题;对于那些需要倒装的组装工艺而言,这是可保障其制造性较佳的解决方案。介绍采用铜接线柱焊凸(SBC)工艺在附着在倒装芯片上的金属基片和焊凸之间形成焊点的新方法,利用铜接线柱焊凸技术再配合晶圆级的焊锡丝印工艺在半导体上预先形成焊凸。这是替代电镀焊凸工艺一种别具成本效益的方法。     

无铅焊接工艺中常见缺陷及防止措施

无铅化电子组装中,由于原材料的变化带来了一系列工艺的变化,随之产生许多新的焊接缺陷。针对“黑盘”现象进行了产生机理分析,并给出了相应的解决措施。     

SAC105焊锡膏的开发与评价

采用低银化焊料合金是无铅化电子组装提高性价比的发展趋势。开发了采用SAC105低银焊料合金的SUPER105系列焊锡膏,抗氧化、表面绝缘电阻、印刷性能、BGA空洞率、焊点推力等测试结果表明,SUPER105焊锡膏完全适用于消费类电子产品组装。     

热风整平工艺

热风整平工艺主要包括印制板前处理，助焊剂涂覆，浸入焊料，热风整平，热风整平后处理等，作者根据多年的实践经验，介绍了热风整平工艺技术及问题的处理方法，具有一定的实际指导意义。     

Understanding the process window for printing lead-free solderpastes

Solder paste is primarily used as a bonding medium for surface mount assemblies (SMA) in the electronics industry, and is typically deposited using the stencil printing process. Stencil printing is a very important and critical stage in the reflow soldering of surface mount devices, and a high proportion of all SMA defects are related to this process. This is likely to continue with the drive toward the introduction of lead-free solder pastes. Work is continuing on the metallurgical properties of these lead-free solders, including solder joint strength and material compatibility. However, the initial challenge for the new Pb-free formulations is in achieving repeatable solder deposit from print to print and from pad to pad. To meet this challenge, new flux formulations are being developed. For a smooth transition to Pb-free soldering formulations, a proper understanding of the solder paste printing performance is necessary. The key parameters that affect solder paste printing have been identified and are the subject of numerous studies. In lead-free solder paste, the replacement of lead with other elements (including Bi, Cu) changes the density of this dense suspension. In this paper, we investigate the effects of printer parameters, i.e. squeegee speed and pressure (defined as the process window) on the printing performance of a variety of lead-free solder pastes. A three-level design of experiment on these factors was used. Comparisons are presented with lead-rich solder pastes. The metal content of the lead-free solders had a significant effect on the process window