
锡糊剂的选择方法、表面绝缘阻抗(SIR、电子迁移(Electromigration)、焊锡、耐腐蚀性、铜腐蚀试验、助焊剂残留试验。
公司为了免除卤素的政策,Qualify要求查证几瓶新的锡膏(solderpaste),找了一些资料,也问了一些专家,原来是锡膏的学问这么多,单纯调整了回流焊接温度曲线reflowprofile焊锡如果性Solderability好就好了,但是意外的不是这么简单。
因为公司用的电子零件越来越小,所以现在最小使用0202,但是0201真的不能使用。我担心在高湿的环境下会不会短路。另外,因为公司的产品必须进行高温高湿的环测,所以选择的锡膏特别要注意SIRSurfaceInsulation resistance、表面绝缘阻抗的值的表现。
实际上,锡糊剂的好坏真的直接影响了电子产品的焊锡性品质,现在几乎所有的电子部件都走在SMTSurfaceMount Technology的过程中,通过锡膏来连接在电路板PCB上,所以选择适合公司产品的锡糊剂是很重要的。
要判断锡糊剂的好坏,除了其焊锡性Solderability、耐腐蚀性Slump之外,以下项目是好的锡糊剂所需的特性,锡糊剂制造商也应该提供这些测试项目,供客户参考。当然,为了证明厂家的锡膏真的像他们说的那样好,如果能选择几个项目自己测试就更好了。
SIRSurfaceInsulation resistance表面阻抗
之后有议论。
Electromigration 电子迁移
电子迁移在现象邻接的两端有电位差的情况下,通过锡、银、铜等金属导电物质从电极的一端向另一端以类神经丛(dendritic filament)成长(以下图)。由于其生长介质是导体,助焊剂在仅有的导电能力邻接的两端存在的情况下,特别是在高温高湿的情况下,容易发生电子迁移现象。
Corrosion test铜腐蚀试验
将锡膏印刷在裸铜板上回流焊接后,放置在40deg。在C+93%RH(湿度)环境中持续10天,然后观察腐蚀状态。(下图为切片截面图,右侧铜腐蚀严重)
IonicContination离子污染
Wetting test湿润试验IPC J-STD-005)
solder balltestIPC J-STD-005)锡球试验
严格来麻雀球有微锡球micro-solder ball两种,有锡珠solder bead两种。
典型的微锡球([micro]-solder ball)发生的原因如下。
锡糊剂在焊盘外崩溃,当回流焊接再次熔化锡糊剂时,焊盘外崩塌的锡糊剂无法回到焊接点,形成卫星锡球。
助焊剂在回流焊接过程中迅速脱离,在焊接垫外拿出焊料膏,当焊料粉末氧化时更严重。
氢浆耐酸化能力
如果是少量多样的生产线,在生产过程中需要经常更换生产线,更换生产线后需要确认锡膏印刷的品质,还有调机,锡膏在印刷后需要等一段时间回焊炉,此时锡膏的耐酸化能力会变重。
SlumptestIPC J-STD-005)崩溃试验
崩溃试验一般用于检测印刷在细间距部件上的锡糊剂的脚能力FinePitch Printability。
将0.5mm的间距称为Finepitch(细间距),将0.4mm的间距称为super finepitch(超细间距)。另外,还可以帮助检查印刷后及回流焊接前锡膏滞留的时间。
试验方法印刷后,在25+/-5C的室温下放置20分钟后,首先检查崩溃的状况,在180C停留15分钟,冷却后检查锡膏的崩溃状况,之后的2小时和4小时检查一次记录,可以留下照片。
另外,我认为接下来是评估新锡膏时自己能做的项目。
solder beadrate锡珠发生率)
solder ballrate(锡球生率)
solderbridge rate(锡桥生率)
Wetting ability(爬锡能力)
还需要考虑的测试性问题
Flexresidum rate助焊剂残留率和ICT(In Circuit Tester)fault reject rate(开、短路针床测试误判率)。
由于测试针对电路板上的测试点的接触阻碍测试针与电路板上的测试点接触,所以如果助焊剂在电路板上残留的焊盘过多,则ICT的误判率增加。另外助焊剂在电路板上残留的垫和垫之间,高温高湿电子迁移Electromigration会发生现象,可能会引起轻微的漏电,电子产品的质量长期不稳定,在电池线路上发生的话可能会引起吃电的现象,当然该漏电现象由助焊剂的表面组抗SIR的大小决定。
助焊剂余留过多助焊剂余留