铜溶化在锡中的问题

2009年5月27日

铜溶化在锡中的问题:

       最近你是否感触气象变得更温暖呢？？？？？？？是否感应热浪不休袭来？？？？？？？我很想知路是什么原因导致气象变热的。。。。。。。。当我在加拿大多伦多写这篇文章时，，，，，，，，正值2006岁暮，，，，，，，，白日的最高温度达到60°F。。。。。。。。你是感触Al Gore关于全球变暖的概想是对的呢？？？？？？？由于这是一个与政治无关而只是与SMT有关的论坛，，，，，，，，所以当我们在讨论温度时所指的注定是另表一些器材。。。。。。。。我想说的是无铅焊料，，，，，，，，焊猜中锡含量比力高，，，，，，，，要求的工艺温度也比力高。。。。。。。。这两点对印刷线路板（PWB）上的铜层来说极度沉要，，，，，，，，并且可能会造成苦难性后果。。。。。。。。
       让我们来看一看，，，，，，，，当把资料焊接到铜上时，，，，，，，，到底产生了什么？？？？？？？首先，，，，，，，，涂敷了助焊剂的组装件在预热时，，，，，，，，助焊剂会和金属表表的氧化物产生反映，，，，，，，，把这些氧化物除掉。。。。。。。。随着焊料溶解，，，，，，，，印刷线路板上的铜扩散到焊猜中，，，，，，，，而焊猜中的锡也会扩散到铜中。。。。。。。。最后，，，，，，，，溶解的焊料凝固，，，，，，，，会在接触面上形成铜锡金属化合物，，，，，，，，它能起到粘接的作用，，，，，，，，把焊料和铜牢牢地衔接在一路。。。。。。。。
在无铅时期，，，，，，，，在新的焊料合金中锡的含量达到95-99%，，，，，，，，远远高于传统的低共熔点锡铅合金的63%。。。。。。。。由于锡含量比力高，，，，，，，，从焊盘、微孔和电镀孔扩散到焊猜中的铜的数量是锡铅焊膏的二到四倍之多。。。。。。。。现实溶化率取决于很多成分：焊接时的温度、使用的焊接工艺（波峰焊、焊膏再流焊、烙铁维建、焊料喷焊），，，，，，，，以及接触功夫和预热温度。。。。。。。。
       合金设计人员也在钻研这个问题，，，，，，，，很多公司已经研造出占有专利权的合金，，，，，，，，这些合金通过减缓铜的溶化速度来降低这个问题的影响。。。。。。。。例如，，，，，，，，在CuSn低共熔点合金中参与少量的镍（Ni）可能降低铜的扩散速度，，，，，，，，达到类似锡铅合金的水平。。。。。。。。在SAC合金中参与锑（Sb）也能够达到同样的成效。。。。。。。。在SAC合金中参与少量迪腴，，，，，，，，成效也很好，，，，，，，，但是没有那么显著。。。。。。。。
       对于电路板，，，，，，，，造作商必须通过节造孔的形成和镀铜工艺来解决铜的溶化问题。。。。。。。。为了在钻孔或者激光烧蚀工艺处置后得到清洁的孔或者微孔，，，，，，，，他们研造出用断根孔或微孔上的残渣的精密节造法式，，，，，，，，并且在孔、焊盘和微孔镀上充足的铜。。。。。。。。电镀层的厚度不能低于25μm，，，，，，，，以保障微孔或者导通孔上的铜在焊接过程中不会全数溶化到锡中。。。。。。。。若是铜在焊接过程中全数溶化到锡中，，，，，，，，电气衔接就会被粉碎，，，，，，，，或者至少是减弱了。。。。。。。。
       可能接受更高的无铅焊接温度的新型层压资料的出现，，，，，，，，使问题变得更复杂。。。。。。。。这些新资料处置起来越发难题，，，，，，，，并且必要对传统的环氧玻璃层压工艺做大量扭转。。。。。。。。
焊接工艺对铜的最后溶化也起沉要的作用。。。。。。。。对于焊膏再流焊而言，，，，，，，，焊料合金中出现铜溶化的体积是有限的，，，，，，，，也是部门的焊料合金出现铜溶化，，，，，，，，并且能够通过钻研再流焊温度曲线来缩短温度高于液相线的功夫（TAL）。。。。。。。。波峰焊是另一回事。。。。。。。。溶解的焊料在电路板上流过，，，，，，，，进入电镀的孔，，，，，，，，将加快铜的溶化速度。。。。。。。。在建理衔接器的焊料喷焊工艺中也存在类似的情况。。。。。。。。电路板设计的关键是削减散热器──散热器必要较长的焊接功夫。。。。。。。。

结论：
在无铅世界中，，，，，，，，铜的溶化问题限度了组装件返工的次数。。。。。。。。一旦铜走线、弯曲部门或者微孔上的铜齐全溶入焊猜中，，，，，，，，电气衔接和产品的靠得住性就会受到影响。。。。。。。。
正是意识到无铅返建工艺的难度，，，，，，，，国际电子造作业推进会（iNEMI）赞助通用的无铅组装和返建项目（Assembly and Rework project），，，，，，，，这个项目于2005年6月实现。。。。。。。。紧接着，，，，，，，，又发展无铅返工优化打算（Lead-free Rework Optimization Initiative），，，，，，，，以便评价和推荐最佳的做法、对返工设备的要求和无铅返工处置的法式。。。。。。。。

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