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温度曲线对免洗锡膏助焊剂残留物电气可靠性的影响

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  • 日期:2020/12/14 22:40:43

免清洗助焊剂

估计全球大约有80%的SMT组装采用免洗焊接工艺,主要原因是消费电子产品在电子产品中的优势地位。电子产品不断小型化的趋势要求现代电子器件上的免洗助焊剂残留物对电子器件尽可能无害,不影响电子器件的电气性能。按照IPC J-STD-004标准分类的ROL0类或ROL1类锡膏的助焊剂残留物是不是免洗,主要根据两点:(1)树脂的密封特性;(2)助焊剂中的化学物质,通常称为“催化剂”的成分在焊接时的热激活/分解情况。在这个行业,一般都知道后者,但是很少从SMT组装中回流温度曲线的角度考虑。在优化回流温度曲线时,往往只注重减少空洞、元件立起、焊点表面呈葡萄状、焊锡坍塌和桥连等缺陷。但是,很少考虑由于回流温度曲线对助焊剂残留物的电气可靠性的影响。由于SMT元件和PCB在焊接时的热密度的变化范围很大,实现一条能够对整个组件进行均衡加热的回流温度曲线很有挑战性,并且往往是不可能的。大元件下面的温度,如BGA下面的温度一般明显低于比较小的元件,如无源电阻器或电容器下面的温度。本文将讨论一个实验,这个实验研究回流温度曲线对免洗助焊剂残留物电气可靠性的影响,这些残留物可以用IPC J-STD-004[1] 规定的表面绝缘电阻(SIR)的测试方法测定。在这项研究中使用各种回流温度曲线对不含卤素(ROL0)和含卤素(ROL1)无铅免洗锡膏进行回流。以前的研究表明,滞留在元件或射频屏蔽罩下面的锡膏助焊剂残留物会影响表面绝缘电阻的数值。但是,这些研究没有说明回流温度曲线的影响。实际情况总是这样,元件下面的助焊剂的受热情况不同于不在元件下面的助焊剂。因此,进行一个注重与加热有关的实验,看来是有意义的。

影响表面绝缘电阻的因素很多。对于具体了解适当加热对助焊剂表面絕緣電阻的影响,本文中的实验似乎是合适的。令人惊讶的是,即使是很短的“保温”,对助焊剂残留物的表面絕緣電阻的改善也強於使用更高的峰值温度。對於有温度敏感组件,或者助焊剂残留物滞留在元件下面或射频屏蔽罩下面這些有問題的情况,这些知识可能是有用的。以前的工作发现,对于后一种情况,可能会产生不同寻常的视觉异常和粘性助焊剂残留物,SIR不能达到最佳。随着对影响助焊剂残留物表面绝缘电阻的有关因素的深入了解,可以通过确实有效的方法改进免洗工艺,提供可靠的产品。对这些涉及免洗残留物清洗或清除工艺,特别是对于元件與板之間的間隙越来越小的SMT元件,应该做更多的工作来了解部分或全部清除残留物的影响。