无铅焊料的实际应用事例(更多)

7．2．4 在混装工艺时的温度循环试验评价 装有sop、qfp、片式阻容件等的两面基板，采用回流、波峰混载工艺进行温度循环试验时，使用的循环温度有二种：—55—125℃、—40—85℃o焊料有三种：sn—3ag—0．7cu、sn—3ag—5bi—0．7cu、sn—2．8ag—15bio试验结果，在—55—125cc，经2000次循环，使用sn—3ag—o．7cu高温系焊料未发生断线不良，但焊接中的回流温度太高、部分元件存在耐热性问题，对推广使用受到限止。使用sn—3ag—5bi—0．7cu中温系焊料，焊接接点在750次循环后发生断线不良，可判定为具中等可靠程度，面对常规电子产品的可靠性等级，可推广使用。sn—2．8ag—15bi的低温系焊料组装的sop、qfp在．200次循环后产生断线(循环条件：—55—125℃见图7．23)也就是说，在这个条件下可靠性难以保证，对低温焊料采用超过97℃的加速试验条件是不合适的，改用—40—85℃条件重新评价，经2000．次循环后没有断线发生。 含bi的低温系焊料，因sn—pb—bi低温相(97℃)原因，在高温下强度降低将影响可靠性，与镀层含pb的元件组装时，试验的评价条件应设定在97℃以下。与镀层含sn的元件组装时，评价的温度最大可到125℃。sn—2．8ag—15bi焊料与sn—10pb镀层的元件组装时，因接合界面强度小可能会发生脱落问趣，特别在混合组装工艺场合，先由回流焊完成基板a面的接点，在基板b面波峰焊时，由基板挠曲、元件结构、尺寸等会给接点较大的应力，当这个应力等级超过接合界面强度就会发生元件的脱落。同样，在温度循环试验场合，如对元件接点应力等级会发生元件的脱落。对于表面贴装元件接点的应力等级，如果要求是严格的，可考虑避免采用回流、波峰混装工艺.

在无铅焊料逐步进入普及应用阶段,作为对应pb镀层元件的过渡期,最好使用sn-ag系无铅焊料,但考虑到元件的耐热性,又不得不选用含bi的中温系无铅焊料,在今后使用的焊接工艺成熟之后,适用的范围会不断扩大.为提高中温系无铅焊料的可靠性,开发相应的温着少的回流焊设备、降低焊料成本、增加无铅焊膏的稳定性等都是在实用化进程中有待解决的。7.3 sn—ag—bi系(目前使用型)……下电器应用事例7．3．1 试验方法 无铅焊料的实用化开发，从焊料材料特性面看，作为共晶焊料替代性最高的是sn—ag—bi系材料。在利用无铅焊料进入产品批量化生产场合，对焊料的使用要求是与共晶焊料特性类同，且不使电子元件遭受热损伤的低熔点焊料。 sn—ag—bi系焊料在添加3—15mass％程度bi的基础上，在进入批量化生产之前，有必要对其可靠性，基板内温度偏差，原来片式元件使用的适应性等加以研究。焊料成分和片式元件电极镀层情况见表7．5.

(1)评价方法 对组装工艺的评价，主要是评价无铅焊料的印刷性能，例流动性、脱版性、可焊性包括焊料润湿性、焊料球的发生概率等. 接合部可靠性评价方式：回流焊接后、热冲击试验(—40~(2—85℃各30分钟)从初始接合部状况到500次循环后，测定接合部的接合状态，含引线的抗拉强度、剪切强度测定。并对试件抽样执行sem、xma接合部断面状态分析. (2)评价结果与观察 图7．24是1．6x0．,8mm片式电阻接合强度的测定结果，显示了bi含量少的场合在焊料内部发生破坏，bi含量多的场合破坏生成在焊料与焊区界面。回流焊接后的接合部组织随bi量的增加焊料中的bi逐渐明显，并在焊ix／焊料界面出现bi的偏析，说明bi对引线及焊区界面强度有影响。 焊区一侧强度测定状况可见图7．25，破断面可见到金属化合物，sn—ag—bi焊料中勘在15mass％场合，bi将在焊区／焊料界面析出，在3mass％场合基本上不易发生。无铅焊料与现行片式元件(原有镀层电极)组装后，在经500次循环热冲击试验，其接合部强度没有变化。

050fp(sn10pb)726 snag3bisnpbsuag3bi

7．2 (1) 组装基板进行了证实评价，回流焊接的温度条件，考虑到基板上的温度分布均匀情况，焊接的峰值温度设定在220．27

(2) —37pb℃—30—ag进行回流焊接，偏差温度不得大于10℃。

—ag系无铅焊料的焊接，基板上的元件配置必须匹配，以保证元件焊接时的耐热性，焊接温度在基板上的偏差控制在10．28生产线的运转情况，其产量也达到了40000

从生产设备制造方面来保证焊接中的接合温度有一定的宽余性，这是不可缺少的因素，对上述三种方法，作为无铅焊料应用时应该考虑到接合强度的平衡性，尽量使用低熔点焊料进行组装。