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锡膏在工艺制程各环节中的表现(下篇)
日期:2009-10-29 21:59  点击:412

一V泛的食淌由一整套量度挠∷⒌y的a膏m用性的M成。本文第一部分了印刷cNb;第二部分^m食淌剑看看回流焊接和其他T如y的可y性、粘性和x子色V分析等。

回流
(wetting) 图一、熔湿试验模式
  a膏的可熔裥浴⒒蚩珊附有裕是一y以u估的特性,因在S多情r中的Q定是很主^性的。已_l一目嗽,使用 6-mil 的D射切割模板,在一K多用途的 OSP T拥y板上的 3 平方英寸的面e上M行接|印刷 (contact print)( D一 ) 。γ恳环Na膏印刷 12 K板,用 6 N不同的囟惹空饣亓骱附K板。
   釉O有三N形睢:副Pb生的g隔的度化 8 ~ 24 mil 。假O,焊P之gl生的a盗吭蕉啵材料c囟惹Y合的可焊接性越好。另外,y量 50-mil A圈的平均直健 50-mil A圈的U散一般跟S焊P短路的Y果,但很少在一完整的A上有焊aU散。因此,的@部分是唯一主^性的部分。
焊P短路^左的小焊P用作焊aχT如小引_ew路 (SOIC, small outline integrated circuit) 焊P的熔袂r指示。模板_孔闪械撞康耐暾覆w (85-mil L ) 到部的只有 23% 覆w (20-mil L ) 。@些焊P排列完全熔裨礁撸可焊性越好,因S著焊P覆w的p少,完全熔窈副P的困y度增加。

 

表一、囟惹Y料

 

峰值囟

183 度以上rg

35 度到固化rg

A嵝甭 35 度到回流

Arg 135~145 度

Arg 145~155 度

 

°C

° C/ 秒

A

260

105

266

N/A

39

113

B

234

77

234

0.67

N/A

N/A

C

234

77

231

N/A

89

19

D

222

64

150

1.08

N/A

N/A

E

211

66

217

N/A

30

11

F

219

45

112

1.38

N/A

N/A

囟惹敏感性 图二、回流温度曲线测试矩阵
D二和表一中的曲在A岱绞缴 ( 平坦的保嘏c斜升 ) 、峰值囟取⒖共的rg和液化上的rg是不同的。D中曲 A 表示一配方⒃优cT如 96.5Sn/3.5Ag 或 95Sn/5Pb 高睾辖鹌鹱饔谩G F 比的是固定Yb有限、\作_始r常使用的、快速的 3~4 ^的t子。通^Yg隔之g的短路盗浚提供一配方在通^所有 6 N囟惹r的情r。
   相Φ“囟惹敏感性”也可通^算l曲熔窠Y果的势差碛算,然後除以λ有六l曲所蚪拥钠骄g隔。在曲之g具有很小的熔癫町的材料⒖醋魇囟惹不敏感的。
焊aY珠 / a球
   m然很少,a球 (solder balling) 一般在免洗配方中是可接受的;但焊aY珠 (solder beading) 不行。焊aY珠通常大到肉眼可以看,由於其尺寸,更容易闹焊留物上落,引起b配上某地方的短路。焊aY珠不同於a球有方面:

 

  1. a珠 ( 通常直酱箪 5-mil) 比a球大。
  2. a珠集中在x板很底的^大片钤件的上,比如片容和片阻 1 ,而a球在助焊留物鹊娜魏蔚胤健
  3. a珠是a膏涸谄钤件身w下和回流期g脑件上跑出矶不是形成焊接c的大a球。
  4. a球的形成主要是碜曰亓髦前或期g的a粉的氧化,通常只是一w粒。

  ]有驶虔B印的焊a可能增加a珠和a球。
   O一Ky板,有一系列的片钤件焊P,焊P之g的g隔尺寸上的化覆w IPC 所要求的全部,K超^。了b生a珠ca球和u估改正@常}的模板c焊PO的解Q方案,使用了各N模板_孔O, 1206 、 0805 和 0603 尺寸的片钤件的_孔使用了有意的偏位。
D三@示y板上 1206 元件的一部分。 0805 和 0603 元件的y^域使用了似的O。另外,y板以不同的囟惹回流,曲和θ裨所描述的一樱以便更加深入地t解σo定配方的最佳回流曲。γy板,所有a珠和a球的位置,但是了比^的目的,只蟾婵的a珠和a球。

 


留物水平
   留物水平是另一通常有主^性的特性。m然透明性、色和助焊┑囊X盗坑绊最Kb配的整w外^,但@些因素可能H上c那些保留在板上的、或者弄v回流t^冷^域和通L口的留物的物理盗oP。由於@原因,除了X外^的主^}之外,留物盗渴怯嶂亓Ψ治龇椒 (TGA, thermo-gravimetric analysis) Q定的。
 a膏的少量悠仿慢地氖丶岬揭夯囟戎上 50 ° C ,整厣^程中的重量p失。@方法揭示了回流期g涉及的a膏 ( 助焊 ) 的H百分比。在回流焊接囟惹上,A帷⒒亓骱屠sA段失去的助焊┏煞值南盗浚也可以通^ TGA 的百分比失重 - 囟D表的仔查碓u估。

 

其他
y的可y性
   y的可y性f的是助焊留物 ICT 床yA具的相容性。助焊┮欢ú豢梢杂姓承缘留物弄v实y。@特性的工Iy在M化中,但是一些方法蟾“c”担直到y的清洗和 / 或迫穿^助焊留物薄片。m然助焊┡浞o定的配方的y的可y性起很大的作用,但是回流曲也有重大的影。
粘性
   粘性是o定配方的而不是m用性y的一特性,但它有助於牧髯W的角度M一步^分配方。工I上有三N主要型的粘性xl:

x子色V法 (Ion Chromatography)
   助焊留物析出的x子色V法是免洗a膏的可靠性u估的一要求,但是,在原a膏 (raw paste) 上使用相同技gr,可_到a膏活性┑睦斫狻1矶@示了工I上最常用免洗配方的原a膏x子色V分析Y果。溴化的活性┦亲盍餍械模因它使用了很有限的氟化和氯化化合物。其含量是在每百f零件中 (ppm, parts per million) 。

表二、原a膏的x子色V分析Y果

配方

A

B

C

D

E

F

G

H

I

氟化物

0

1.9

1.9

42.7

28.5

1.8

2

1.9

1.9

氯化物

3.9

3.3

3.3

4.2

21.3

1.8

2.4

7.2

0.1

溴化物

0

1.9

35.6

1.9

22.7

113

173

146

201

Nitrate

0

11.1

11.1

1.9

11.3

1.8

2

1.9

4.6

Phosphate

0

1.9

1.9

1.9

24.5

1.8

2

35

0

Sulfate

0

1.9

1.9

1.9

1.9

41.3

5.2

3.4

0

Sodium

0

2.1

2.1

7.8

9

1.8

8.6

1.9

0

Ammonium

6.6

2.1

2.1

1.9

6.4

1.8

2

1.9

0

Potassium

3.3

13.4

13.4

30.7

2

10.3

2

1.9

17

Magnesium

3

2.1

2.1

4.6

2

1.8

2

1.9

2.4

Calcium

6

12.3

12.3

4

2

1.8

2

1.9

0

Total

23

54

88

104

132

179

204

205

227


配方

J

K

L

M

N

O

P

Q

R

氟化物

2.2

10.9

1.4

1.8

1.9

5

1.9

1.8

1.9

氯化物

5.6

4.7

1.4

5.2

25.1

1.9

1.9

8.4

1.9

溴化物

180

177

1.4

222

229

351

273

443

581

Nitrate

0

3.3

1.4

1.8

1.9

2.8

1.9

2.7

1.9

Phosphate

0

0

1.4

0

1.9

1.9

11

1.8

1.9

Sulfate

2.9

21.9

222

3.6

6.9

1.9

1.9

207

435

Sodium

0

3.5

2.6

7.5

1.9

1.8

1.9

1.9

1.9

Ammonium

0

4.3

1.4

0

7.7

1.8

19.2

7.4

2.9

Potassium

27.2

1.3

1.8

164

1.8

15.4

1.9

1.9

1.9

Magnesium

3.6

2.2

1.4

4

1.8

1.8

1.9

1.9

1.9

Calcium

8.3

1.9

1.4

4.7

1.8

3.4

3.4

1.9

3.7

Total

230

231

237

267

282

389

419

679

1036

  表二中粗w字的Y果是原配方的Y果,而不是出F污染迹的Y果。 已二酸x子 ( 脂肪酸 ) 可以@F出恚因@中有硫酸}x子。@些Y果表明,今天的免洗a膏,淖畛醯恼嬲的“ou”配方到最後的“似 RMA(rosin, mildly activated) 的”材料,都存在^大的原a膏x子舛取:芸赡埽由於後者不能通^t酸y (silver chromate paper) 的y,而清洗掉,既使它F在正作免洗硎褂谩

性能折中方案
   @Y所描述的,在^去啄暌呀用於o档呐浞剑揭示了S多性能上的折中方案。最主要的菔牵

  σ陨厦枋龅内葸是有例外存在。不是每一特性γ恳用都有同拥闹匾性,但是,如果理解了@些折中平衡,那麽就能用到最m合的配方。

Y
   於 OEM 或者合su造商,a膏的食淌接兄於最Kb品市龅母性。t解特定的a膏在特定的b配用中如何表F,和每一N情r作出最恰的a膏x袷沁_到高生b效率的PI因素。不管u造商使用a膏供商的Y、是炔窟M行、或者烧呒骖,食淌教峁┥钊氲闹R和比^的客^基A。
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