无铅PCB焊盘涂镀层的选择
发布时间:2014/4/29 20:16:49 访问次数:639
无铅焊接要求PCB焊盘表面镀层材料也无铅化。 LF10WBRB-12P(02)目前主要是用非铅金属或无铅焊料合金取代Pb-Sn热风整平(HASL)、化学镀镍/金(ENIC)、化学镀镍/钯/金(ENEPIG)、Cu表面涂覆OSP、浸银(I-Ag)和浸锡(I-Sn)。
选择无铅PCB焊盘涂镀层必须考虑焊料、工艺与PCB焊盘涂镀层的相容性。
1.PCB焊盘涂镀层与焊料的相容性
不同金属镀层与焊料合金焊接后在界面形成的化合物是不一样的,因此它们之间的连接强度也不同。例如,Sn与Ni的界面合金Ni3SI14的连接强度最稳定,因此一般高可靠性产品选择ENIG
( Ni/Au)或化学镀镍/钯/金(ENEPIG);又如采用与无铅焊料相同的合金热风整平(HASL),其相容性最好。
2.PCB焊盘涂镀层与工艺的相容性
(1)无铅焊料合金热风整平(HASL)
目前,无铅焊料合金热风整平的焊料主要有Sn-Cu-Ni+Ge(锗)或Sn-Cu-Ni+Co(钴)两种。其中Sn-Cu-Ni+Ge(锗)的成分为Sn、0.7% Cu、0.05% Ni和名义含量65×10-6的Ge。锗不但
可以阻止氧化物的生长,而且能够阻止PCB焊盘镀层表面在HASL过程和随后的再流焊和波峰焊过程中焊点变黄和失去光泽。外,锗还能抑制无铅波峰焊中熔渣的形成。
无铅焊料合金热风整平与Pb-Sn焊料HASL -样,由于镀层的厚度和焊盘的平整度(圆顶形)很难控制,因此不能用于窄间距、高密度组装中,可应用于一般密度的无铅产品双面再流焊,以及消费类电子产品昀波峰焊工艺。
无铅HASL工艺中最大的麻烦,是设备使用过程中锡槽的沉铜堵塞问题。
HASL工艺的典型工作温度范围为265~275℃,这个温度范围可以用于几乎所有实际生产的层压板。在这个温度下,即使是CEM1,也没有分层劣化的问题。但是,实际工艺温度随着锡槽中铜成分升高而提高。当铜成分比最优值1.2%高出0.3%时,那么焊接温度必须提高到285℃,这是层压板不能承受的。虽然可以加入不含铜的焊料合金,降低锡槽中铜的含量,但黝艮难控制比例。
另外还可以采用所谓的“冻干”方法。在锡铅共晶焊料( 63Sn-37Pb)温度降至大约190℃时(约比183℃熔点温度高7℃),熔解中的锡铜金属间化合物( Cri6Sn5)会“冻干”。在高密度含铅焊料中,Cu6Sn5会漂浮在熔融焊料的表面,可以使用漏勺撇出。但是,在无铅焊料中,Ct16SIl5的密度比无铅焊料大,CLJ6Sn5会沉在锡槽的底部。有机构介绍把温度降低到大约235℃(约比熔点温
度高8℃),锡槽停工至少两个小时,最好是一整夜,这时,大部分合金仍处于熔化状态,可以设计专用工具,从锡槽的底部捞出沉淀的Cr16Sn5,但是难度还是很大的。
无铅焊接要求PCB焊盘表面镀层材料也无铅化。 LF10WBRB-12P(02)目前主要是用非铅金属或无铅焊料合金取代Pb-Sn热风整平(HASL)、化学镀镍/金(ENIC)、化学镀镍/钯/金(ENEPIG)、Cu表面涂覆OSP、浸银(I-Ag)和浸锡(I-Sn)。
选择无铅PCB焊盘涂镀层必须考虑焊料、工艺与PCB焊盘涂镀层的相容性。
1.PCB焊盘涂镀层与焊料的相容性
不同金属镀层与焊料合金焊接后在界面形成的化合物是不一样的,因此它们之间的连接强度也不同。例如,Sn与Ni的界面合金Ni3SI14的连接强度最稳定,因此一般高可靠性产品选择ENIG
( Ni/Au)或化学镀镍/钯/金(ENEPIG);又如采用与无铅焊料相同的合金热风整平(HASL),其相容性最好。
2.PCB焊盘涂镀层与工艺的相容性
(1)无铅焊料合金热风整平(HASL)
目前,无铅焊料合金热风整平的焊料主要有Sn-Cu-Ni+Ge(锗)或Sn-Cu-Ni+Co(钴)两种。其中Sn-Cu-Ni+Ge(锗)的成分为Sn、0.7% Cu、0.05% Ni和名义含量65×10-6的Ge。锗不但
可以阻止氧化物的生长,而且能够阻止PCB焊盘镀层表面在HASL过程和随后的再流焊和波峰焊过程中焊点变黄和失去光泽。外,锗还能抑制无铅波峰焊中熔渣的形成。
无铅焊料合金热风整平与Pb-Sn焊料HASL -样,由于镀层的厚度和焊盘的平整度(圆顶形)很难控制,因此不能用于窄间距、高密度组装中,可应用于一般密度的无铅产品双面再流焊,以及消费类电子产品昀波峰焊工艺。
无铅HASL工艺中最大的麻烦,是设备使用过程中锡槽的沉铜堵塞问题。
HASL工艺的典型工作温度范围为265~275℃,这个温度范围可以用于几乎所有实际生产的层压板。在这个温度下,即使是CEM1,也没有分层劣化的问题。但是,实际工艺温度随着锡槽中铜成分升高而提高。当铜成分比最优值1.2%高出0.3%时,那么焊接温度必须提高到285℃,这是层压板不能承受的。虽然可以加入不含铜的焊料合金,降低锡槽中铜的含量,但黝艮难控制比例。
另外还可以采用所谓的“冻干”方法。在锡铅共晶焊料( 63Sn-37Pb)温度降至大约190℃时(约比183℃熔点温度高7℃),熔解中的锡铜金属间化合物( Cri6Sn5)会“冻干”。在高密度含铅焊料中,Cu6Sn5会漂浮在熔融焊料的表面,可以使用漏勺撇出。但是,在无铅焊料中,Ct16SIl5的密度比无铅焊料大,CLJ6Sn5会沉在锡槽的底部。有机构介绍把温度降低到大约235℃(约比熔点温
度高8℃),锡槽停工至少两个小时,最好是一整夜,这时,大部分合金仍处于熔化状态,可以设计专用工具,从锡槽的底部捞出沉淀的Cr16Sn5,但是难度还是很大的。
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