摘要:为了解决无铅波峰焊中锡槽的腐蚀问题,从无铅焊料的选择上和设备自身防腐蚀上研究可行性,借鉴国外经验,相关数据仅供参考。
关键词:波峰焊;腐蚀性;Sn-Cu-Ni;TiN涂层;无铅焊料
目前,电子组装中的波峰焊接仍然占有重要的位置。在向无铅化过渡的进程中,盛载液体锡的浴槽如何防腐蚀,是波峰焊工艺师们所必须正视的问题。早在20世纪90年代,电子组装也曾尝试使用无铅焊料,如Sn/Cu和Sn/Ag焊料。但这些无铅焊料会使作为锡槽材料的不锈钢迅速老化,造成严重的腐蚀。如今推崇的无铅焊料是Sn/Ag/Cu合金,它是替代 Sn/Pb焊料的最佳选项,而且对不锈钢锡槽的腐蚀远比早期的Sn/Cu和Sn/Ag焊料合金小。但是,Sn/Cu合金中添加了Ni合金后,其腐蚀性更小于Sn/Ag/Cu合金。除了降低无铅焊料对锡槽的腐蚀外,还须对锡槽本身采取防腐措施。
1 新型无铅焊料弱腐蚀作用
早期无铅波峰焊接曾使用Sn/Ag和Sn/Cu合金,但这两种合金对锡槽有严重的腐蚀作用。改用新型无铅焊料Sn/Ag/Cu合金效果要好得多,相比之下,后者对不锈钢锡槽腐蚀较小。而含镍合金则腐蚀性更小,鉴于波峰焊设备不便用较新的抗腐蚀材料来更新,所以利用含镍的锡基无铅焊料合金来延长设备的使用寿命,无疑是一种可行的替代方案。
出于价格上的考虑,许多波峰焊厂家在选择无铅焊料上避开了含Ag的SAC305合金焊料,而选用廉价的SC焊料。所谓SC焊料,就是锡铜系焊料,在波峰焊槽中添加锡铜系焊料的成本比较低,操作费用也低。若以Sn63Pb37共晶合金的相对成本为1的话,则锡铜系(加Ni或Ni-Bi)合金的相对成本为1.5倍,而锡银铜系焊料则为3倍。
从焊点的美观上看,Sn/Ag/Cu焊料形成的焊点表面粗糙,不光亮,在波峰焊冷却后因收缩其焊点易产生裂缝;而含有Ni或Ni-Bi合金的SC焊料,其焊点没有裂缝,表面相对光滑光亮,外观几乎与Sn-Pb合金的焊点无二。衡量这两者之间差异对可靠性的影响的研究工作正在进行中。
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