继上一篇文章的话题之后,半田破裂是因为应力stressgt。结合力bonding-force,那是结合力如果增加对抗应力,就可以解决锡裂问题吧。
那么,有没有增加PCBA的结合力的方法呢?
当然有。让我们看看你想用多少来解决。想要增加PCBA结合力的是,RD最需要的“增加焊料性”、FR4提高板材的弯曲阻力规格等,虽然考虑了很多方面,但各个方面都有各自的优点和缺点。如果不那样做的话,焊料破裂和零件掉落的问题就不会让电子行业烦恼了。
以下,分别说明这些增加PCBA结合力的方法的优点和缺点和注意点。
一、PCB表面处理改用“铜”基地
不同PCB表面处理与锡膏焊接后形成不同的锡IMC成分,不同IMC成分产生不同的焊接强度。由于锡膏的主要成分是“锡”,所以在目前业界量产的PCB表面处理中,基本上可以分为“铜”基地和“镍”基地两种。
ENIG(化镍浸金)是“镍”基地的代表,其焊料与“锡”结合形成Ni3Sn4的IMC介电金属共化物,OSP、HASL、ImSn都是“铜”基地,焊田与“锡”结合形成Cu6Sn5的IMC。
基本上Cu6Sn5的结合力比Ni 3Sn4更强,即铜基和锡糊剂形成的IMC的强度比镍基实质上更强,因此将PCB的表面处理变更为铜基材处理来增加焊料强度,但是铜基材的IMC暂时使用后逐渐变为劣性IMC的Cu3Sn其焊料强度相对脆弱,只是转换时间可能是几年后。另外,所有IMC层随着时间逐渐变厚,高温促进IMC生长的速度。
如前所述IMC变厚的话,强度会变差,这也是几年后的事,特别是需要长时间的使用期限和军规才特别在意IMC转换和变厚的问题。
其他还有银浸过的板(ImAg),当初是在无铅制程开始时使用过,但是因为品质问题过多,必须特别注意避免“硫磺”和“硫化物”的污染,所以现在很少有人使用,所以这里不进行讨论。
另一方面,ENIG表面处理的板有黑色镍或黑色垫black pad的问题,发生的话可能会对焊料品质产生严重影响。详情请参照ENIG表面处理PCB垫的两个潜在问题(黑镍和富含磷层)及预防措施。
所以,如果你的公司正好使用ENIG表面处理的板的话,就看看是否可以改变OSP(有机保护膜)、HASL(锡喷射)、ImSn(锡化)表面处理的板。但是,不同的表面处理(finished)的板的保存期间不同,根据表面处理的板,有时必须严格要求板通过第一次和第二次回焊炉的时间,另外,第一面和第二面回焊炉的焊接效果也有不同的情况PCB开封后一定要进入回焊炉的使用条件也不同,需要特别注意。细节可以参考一句话来总结一些常见PCB表面处理的优点和缺点。
其实,我知道并不是所有的公司都能使用“铜”基地的板,必须基于各自的产业特性来考虑。以某某公司为例,由于产品的生命周期较长,单个产品的订购量不大,估计非常不准确,经常下单后取消或修改,PCB的交货期一般需要6~8天。另外,经过反复干燥去除湿气后,能够维持一定焊接能力的板是本公司的第一选择。
我们完全不能使用OSP那样的板,为了之前强化一次BGA的焊接能力,RD特意用过“选择性OSP”的板,在BGA的地方使用OSP其他的地方ENIG,结果废弃了很多板之后就老实地回到了ENIG。