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SMTAI 2019研讨会关注焦点:低温焊料

十一月 01, 2019 | Vern Solberg, Consultant
SMTAI 2019研讨会关注焦点:低温焊料

焊料供应商和用户都参加了SMTAI2019研讨会有关低温焊料(low-temperature solder ,简称LTS)的讨论。目前焊料供应公司采用了广泛的材料成分,在连接过程中采用铋或铟元素来降低合金的液相线温度。用户公司关注的关键问题是,所选低温合金必须可靠,并且在产品的生命周期内具有抗剪强度、抗蠕变和抗热疲劳性能。

与其他低温合金相比,铟基合金具有很好的导热性和延展性。铋基合金同样适用于低温焊接,但其导热性和延展性可能达不到预期要求。锡铋合金和锡铋银合金是用于表面组装的低熔点焊膏的最常见选择。与锡银铜焊料(熔点为220℃至230℃)相比,锡铋合金的峰值回流焊温度较低(160℃至170℃)。焊接热敏组件时,最好采用LTS合金以实现所需的较低峰值温度。

LTS一直是惠普公司电子组装开发中心(EADC)的研究课题。公司相信采用这项技术可能会带来一些好处。他们相信,在回流焊过程中,峰值回流温度的显著降低将可减少元器件和PCB的物理应力。惠普进一步承认,单一的LTS合金不太可能是所有产品应用的通用解决方案,不太适合暴露在更恶劣操作环境中的所有产品,对这些材料进行广泛的鉴定测试至关重要。

合金选择只是开发低温焊接工艺的第一步。必须为焊膏选择适当的助焊剂,并评估合金助焊剂之间的相互作用。必须评估熔剂在低于合金熔点20℃至30℃的温度下活化的能力。在不同的焊料冶金材料具有相似的机械性能的情况下,低温焊接工艺的最佳冶金方法可由适当的助焊剂化学组成的可得到性来确定。

对于助焊剂选择阶段,没有标准的测试焊剂活性的程序。系统(焊料、基板、气氛、助焊剂)中的润湿程度可通过固定铺展测试或润湿力测量来表征。这两种测试是互补的。据说每项测试都涉及到三相交界处表面张力的平衡。对于助焊剂活性的评估,动态测量比静态测量更适合。因此,润湿力的测量优于固定铺展测量。

Intel公司也致力于为大量产品采用LTS。Intel公司注意到,在锡银铜(SAC)合金焊料回流焊过程中,阵列结构元器件反复暴露在高峰值温度下,会影响终端接口的完整性。出现封装翘曲的情况并不少见,这会导致端子与电路板的焊盘图形瞬间分离。当翘曲条件减弱时,焊料界面往往会受损。

Intel公司还对LTS产品进行了广泛的测试和评估,并预计将在广泛的产品中实施采用LTS。除了通过降低能耗和保护环境节省生产成本外,该公司预计将更快地将该技术扩展到广泛的应用领域。

Vern Solberg是SMT和微电子设计和制造技术领域的独立技术顾问,常住加利福尼亚州Saratoga

标签:
#材料  #低温焊接  #锡膏  #LTS 

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