关于无铅焊点的可靠性(包括测试方法)还在初期的研究阶段。
目前正处在无铅和有铅焊接的过渡转变时期,大部分无铅工艺是无铅焊料与有铅引脚的元件混用。在"无铅"焊点中,铅的含量可能来源于元件的焊端、引脚或BGA的焊球。
有铅焊料与无铅焊端混用时,有铅焊料先熔,而无铅焊端(球)不能完全熔化,使元件一侧的界面
不能生成金属间合金层,BGA、CSP一侧原来的结构被破坏而造成失效,因此有铅焊料与无铅焊端混用时质量最差。BGA、CSP无铅焊球是不能用到有铅工艺中的。
高温对元件有不利影响。陶瓷电阻和特殊的电容对温度曲线的斜率(温度的变化速率)非常敏感,由于陶瓷体与PCB的热膨系数CTE相差大,在焊点冷却时容易造成元件体和焊点裂纹,元件开裂现象与CTE的差异、温度、元件的尺寸大小成正比。0201、0402、0603小元件一般很少开裂,而1206以上的大元件发生开裂失效的机会较多。
铝电解电容对温度极其敏感。连接器和其他塑料封装元件(如QFP、PBGA)在高温时失效明显增加。粗略统计,温度每提高10℃,潮湿敏感元件(MSL)的可靠性降1级。解决措施是尽量降低峰值温度,对潮湿敏感元件进行去湿烘烤处理。
无铅焊料的返修相当困难,主要原因是无铅焊料合金润湿性差、温度高、工艺窗口小。
无铅返修应注意:选择适当的返修设备和工具,正确使用返修设备和工具,正确选择焊膏、焊剂、焊锡丝等材料,正确设置焊接参数。
无论从环保、立法、市场竞争和产品可靠性等方面来看,无铅化势在必行。目前无铅焊接还处于过渡和起步阶段,从理论到应用都还不成熟,迫切需要加快对无铅焊接技术从理论到应用的研究。面临2006年7月1日即将到来,我们应该做好准备,例如收集资料、理论学习等。