電鍍雜質(zhì)引起的焊點(diǎn)空洞值得我們了解-深圳市福英達(dá)
電鍍雜質(zhì)引起的焊點(diǎn)空洞值得我們了解-深圳市福英達(dá)
空洞是伴隨著錫膏或焊料球回流焊接時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象。空洞被普遍認(rèn)為是導(dǎo)致焊點(diǎn)導(dǎo)熱性和機(jī)械強(qiáng)度弱化的一個(gè)原因。在對(duì)空洞生成進(jìn)行成因分析時(shí)，我們很容易聯(lián)想到助焊劑。助焊劑的溶劑蒸發(fā)和有機(jī)酸反應(yīng)都會(huì)形成氣泡，不能及時(shí)逃逸的氣泡就會(huì)形成空洞。還有一種空洞叫柯肯達(dá)爾空洞，這是由于焊料成分?jǐn)U散速度不同導(dǎo)致的。基板雜質(zhì)對(duì)空洞形成的影響往往被人們忽略。
雜質(zhì)效應(yīng)實(shí)驗(yàn)
電鍍銅是一種普遍使用的制備基板的工藝。當(dāng)使用電鍍工藝制備銅基板時(shí)可能會(huì)有雜質(zhì) （碳、硫、氯等）混入電鍍銅基板中。為了了解雜質(zhì)對(duì)焊點(diǎn)空洞形成的影響，Hsu等人將Sn焊料球在260℃溫度下焊接在電鍍銅基板上。電鍍銅基板的制備用到銅箔和電鍍添加劑配方PEG+Cl-。 焊接完成后，Hsu等人將Sn/Cu焊點(diǎn)樣品放在120、150和200℃的爐子中?進(jìn)行144小時(shí)老化測(cè)試，隨后觀察焊點(diǎn)微觀結(jié)構(gòu)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果
Sn球和Cu基板在焊接時(shí)會(huì)在界面處形成Cu6Sn5，并在老化時(shí)逐漸生長(zhǎng)。電鍍雜質(zhì)往往會(huì)在焊點(diǎn)老化過(guò)程蒸發(fā)進(jìn)入到焊料/基板界面，從而占據(jù)Cu6Sn5的位置并變成空洞。如圖1所示，在晶粒的表面出現(xiàn)了不同大小的空洞。當(dāng)焊點(diǎn)在老化時(shí)，晶界處的空洞會(huì)阻礙晶界的遷移，減小晶粒的積聚。類似于柯肯達(dá)爾空洞，雜質(zhì)引起的空洞也會(huì)使得焊點(diǎn)出現(xiàn)脆化現(xiàn)象。
圖1. 電鍍PC-Cu的SEM圖。
為了判斷助焊劑是否會(huì)對(duì)電鍍PC-Cu的空洞產(chǎn)生影響，Hsu等人還采用了無(wú)助焊劑工藝進(jìn)行焊接。結(jié)果發(fā)現(xiàn)Cu6Sn5表面仍然存在空洞。因此可以認(rèn)為助焊劑并不是電鍍PC-Cu空洞形成主要原因。
圖2. 電鍍添加劑雜質(zhì)進(jìn)入焊料的示意圖。
低空洞錫膏
深圳市福英達(dá)能夠生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的超微錫膏（T6及以上）。福英達(dá)經(jīng)過(guò)大量經(jīng)驗(yàn)積累設(shè)計(jì)了可靠的助焊劑配方。在制備錫膏后潤(rùn)濕性良好，空洞率小，焊點(diǎn)強(qiáng)度高，能夠用于微小間距焊接。歡迎與我們聯(lián)系合作。
參考文獻(xiàn)
Hsu, H.L., Lee, H., Wang, C.W., Liang, C.J. & Chen, C.M. (2019). Impurity evaporation and void formation in Sn/Cu solder joints. Materials Chemistry and Physics, vol.225, pp.153-158.
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