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用锡铅焊料SMT回流来降低纯锡应用的风险—业界的论证结果

用锡铅焊料SMT回流来降低纯锡应用的风险—业界的论证结果

作者:蓝眼科技来源:www.bluiris.cn
日期:2018-12-07

用锡铅焊料SMT回流来降低纯锡应用的风险—业界的论证结果

摘要


在SMT回流期间,如果所有纯锡都能溶解到锡
-铅合金焊料中,那么纯锡焊接端与晶须生长相关的风险就可以被完全抑制住。为了充分利用这种现象的优势,就有必要了解能保证产生这一过程的条件。根据IPCJ-STD-001标准Class3的要求,通过执行IPC任务组8-81f来进行研究和论证,对全部测试板进行了分析,确定了各种类型部件上纯锡的完全溶解程度。本研究结果连同其相关结论和建议,将能对具有高可靠性产品要求的终端用户在了解这种锡晶须抑制策略的适用性及其局限性上将具有指导性意义。

背景



高可靠性电子产品的制造商已经在减轻金属锡的晶须形成这一有害影响上进行了多年的研究。抑制锡晶须生长的一个非常有效的手段是用回流锡铅焊料来替代纯锡镀层(此方法仅适用于其产品不受RoHS限制的制造商)。使用锡铅焊料完全替代锡的一种方法是在组装前对部件进行特殊的热浸锡工艺,而另一种方法是在电路板组装
SMT回流工艺中用锡铅合金焊料来完全消耗掉锡镀层。这种在SMT回流中的锡替代现象被称为锡的“自我抑制”效应,因为它可以抑制锡的自身生长而不需要任何其它特殊的附加处理过程。自抑制效应相对于其它形式的锡抑制方法具有许多优点:高效,不会增加额外的成本,并且对部件不需要进行额外的加工处理。



但要将这种自我抑制效应作为标准方法的主要挑战是源于:我们不能完全掌握什么样的部件会在什么样的条件下产生这种自我抑制效应。先前的工作已得出结论,对于一组具有特定工艺条件、基板表面处理和焊盘设计的产品来说,我们可以根据部件焊接端的几何形状来预测其自我抑制的程度]。然而,我们并不清楚对于不同的制造工艺、基板表面和焊盘尺寸的产品其对应的结果将会如何。由于缺乏对此的了解,系统集成商要证明在特定组装部件上已具备自我抑制能力的唯一可靠手段,就是要能复制出先前研究的状态,或者对到手的部件进行直接的测量。这种存在于知识了解上的差距,促使无铅电子风险管理委员会(
PERMIPC委员会8-81)于2014年在IPC任务组8-81F下启动一个项目,以对该现象进行研究。该研究的第一阶段已经完成,本报告将描述这项研究和迄今为止所取得的成果。



来制造完全相同的测试板组,所有这些部件都符合IPCJ-STD001,
Class3的要求。为了简单起见,并能与以前的研究结果进行直接比较,研究人员决定使用与先前研究相同的电路板布局和部件。并且考虑了包括在实验设计(DOE)中的许多潜在影响因素。描述了所选择考虑的这些因素。每个测试板由组装了多种类型封装体的PCB基板(各自的数量如下所述)构成,采用了四种具有不同焊盘尺寸和基板表面处理的组合,形成了四种不同搭配的电路基板。我们为每台组装机提供了每一种基板的两个复制品,总共为八个测试板,经组装后的测试板。



文章分类: 行业资讯
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