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無(wú)鉛焊接可靠性討論
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- 發(fā)布時(shí)間： 2024-09-18
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【概要描述】在有鉛到無(wú)鉛的復(fù)雜轉(zhuǎn)變過(guò)程中，涉及到很多方面的挑戰(zhàn)，比如焊接材料(無(wú)鉛合金、助焊劑)、印制板（材料、鍍層）、電子元器件、無(wú)鉛制程、SMT加工設(shè)備、貼片加工工藝、焊接可靠性及成本等。
在有鉛到無(wú)鉛的復(fù)雜轉(zhuǎn)變過(guò)程中，涉及到很多方面的挑戰(zhàn)，比如焊接材料(無(wú)鉛合金、助焊劑)、印制板（材料、鍍層）、電子元器件、無(wú)鉛制程、SMT加工設(shè)備、貼片加工工藝、焊接可靠性及成本等。
無(wú)鉛焊接中經(jīng)常會(huì)遇到一些工藝缺陷的問(wèn)題（如下圖所示），其中包括：豎碑、錫球、空洞、電遷移、黑盤(pán)、剝離、Kirkendall空洞等。這些缺陷直接影響了無(wú)鉛焊接的可靠性，因此，針對(duì)每種缺陷應(yīng)做到具體問(wèn)題具體分析
接下來(lái)主要介紹一下無(wú)鉛焊接可靠性的問(wèn)題。
相比較錫鉛制程而言，冷焊、錫珠、橋接、電遷移、立碑、空洞、錫須及焊點(diǎn)強(qiáng)度不夠、脆裂等，是無(wú)鉛制程發(fā)生率更高的缺陷。由于無(wú)鉛焊料的材料特性與鉛錫材料的差異，導(dǎo)致了很多相關(guān)的可靠性問(wèn)題。其次就是無(wú)鉛焊料熔點(diǎn)較高，SAC無(wú)鉛合金的熔點(diǎn)約在217℃左右，而傳統(tǒng)的63/37 Sn/Pb共晶焊料焊點(diǎn)是183℃，因而溫度曲線的峰值溫度大幅度增加，溫度曲線的提升會(huì)帶來(lái)焊料易氧化及金屬間化合物生長(zhǎng)迅速等問(wèn)題。另外，由于焊料不含鉛，焊料的潤(rùn)濕性能較差，容易導(dǎo)致產(chǎn)品焊點(diǎn)的自對(duì)準(zhǔn)能力、拉伸強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度等不能滿足需求。
另外，由于無(wú)鉛焊接溫度高，金屬間化合物(MC)的生長(zhǎng)速度比較快，容易在界面產(chǎn)生龜裂造成失效。
由于無(wú)鉛化實(shí)施時(shí)間不長(zhǎng)，還有許多不完善之處。目前國(guó)際上對(duì)于無(wú)鉛產(chǎn)品、無(wú)鉛焊點(diǎn)可靠性問(wèn)題(包括測(cè)試方法)還在最初的研究階段，無(wú)鉛焊點(diǎn)的長(zhǎng)期可靠性還存在不確定的因素，因此，高可靠性產(chǎn)品實(shí)施無(wú)鉛工藝必須慎重考慮長(zhǎng)期可靠性問(wèn)題。
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