焊接工藝技術(shù)匯編11大量使用免洗助焊劑的問題

1、大量使用免洗助焊劑的問題 最近，我們進(jìn)行了一項(xiàng)對(duì)水基(water-based)助焊劑與選擇性電路板最終表面涂層交互過程作用的研究。一個(gè)委托人要求我們?cè)u(píng)估一個(gè)新的工藝，其中他使用了 dexter fst 的浸錫、上了 kester 977低固、無 voc、免洗波峰焊接助焊劑。該研究由兩個(gè)階段組成：(1)評(píng)估一個(gè)液體助焊劑超重應(yīng)用的工藝和(2)評(píng)估一個(gè)相同的工藝，但液體助焊劑為典型的用量。兩個(gè)浸錫組都使用熱空氣焊錫均勻法(hasl, hot air solder leveling)控制的電路板。按照標(biāo)準(zhǔn) j-std-001c, 附錄 b(ipc-tm-650, 方法 2.6.3.3a)，在 csl

2、 umpire 的試驗(yàn)板上，使用表面絕緣電阻(sir, surface insulation resistance)測(cè)試方法來評(píng)估殘留物的電氣影響。csl umpire 板是設(shè)計(jì)用于評(píng)估下列圖案的：68腳無導(dǎo)線晶片載體(lcc, leadless chip carrier)、80腳微小方形扁平包裝(tqfp, tiny quad flat pack)、256個(gè)輸入輸出(io)的球柵陣列(bga, ball grid array)、針柵陣列(pga, pin gridarray)插座、16腳的雙排引腳封裝(dip, dual in-line package)、和底面上的 b24蜂巢圖案(總共 1

3、6個(gè)sir圖案)。對(duì)殘留物的另外的分析是按照標(biāo)準(zhǔn) ipc-tm-650，方法 2.3.28，使用離子色譜法(ic, ion chromatography)完成的。工藝條件對(duì)于第一階段，10塊浸錫的空板上免洗錫膏，并回流。板然后用 kester 977上助焊劑，并焊接。這些裝配放置在sir室168小時(shí)。在第一階段工藝中，一個(gè)必要因素是給每塊板上的助焊劑數(shù)量 - 1500 g/in2的重量。對(duì)于第二階段，10塊浸錫板與第一階段完全一樣地處理。唯一的差別是給每塊板上的 kester助焊劑數(shù)量是 750 g/in2第一階段(大量的液體助焊劑)的發(fā)現(xiàn)10塊板，每塊板 12個(gè) sir圖案，只有 68腳的

4、lcc不符合 j-std-001c附錄 b中的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。失效的原因是測(cè)得低電阻率，在這種離地高度低的 lcc元件下是最顯著的，以及在這 lcc圖案上的金屬遷移。所有其它圖案，bga、tqfp、dip、pga和 b24都通過 sir測(cè)試。失效的區(qū)域顯示在陶瓷 lcc之下有過多的助焊劑夾住的跡象。三個(gè) hasl處理的板也在 lcc之下失效。所有測(cè)試的殘留物都低于我們?yōu)槊庀囱b配所建立的推薦最大值。通過離子色譜法(ic)，該過程為浸錫和 hasl兩種板測(cè)試了離子清潔度。第二階段(典型的液體助焊劑)的發(fā)現(xiàn)因?yàn)樗衅渌鼒D案都通過了第一階段的測(cè)試，sir的重點(diǎn)只是集中在 10塊板的 68腳 lcc圖案上。第

5、二階段的發(fā)現(xiàn)顯示，所有的板都通過 j-std-001c附錄 b的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn) -包括三個(gè) hasl板。所有測(cè)試的殘留物都低于我們?yōu)槊庀囱b配所建立的推薦最大值。通過離子色譜法(ic)，該過程顯得清潔。所有這些意味著什么？我們一直懷疑大量的助焊劑可能在元件下面留下一攤沒有反應(yīng)或者部分反應(yīng)的水基助焊劑。由于水基助焊劑是強(qiáng)酸性的，它在元件下面不去掉可能影響該電路板的電路。對(duì)電路的損壞可能引起電遷移(electromigration)或者漏電失效，甚至離子色譜法顯示這些裝配是清潔的。在體研究中，我們能夠產(chǎn)生一種沒有典型的腐蝕性殘留物的樹枝狀結(jié)晶，但是留下一種強(qiáng)酸性，導(dǎo)致 lcc之下的漏電。由于本研究，該客戶現(xiàn)在有一個(gè)規(guī)程。每塊板上用噴霧施用 750 g/in2的水基助焊劑，當(dāng)施用均勻時(shí)，將產(chǎn)生可接受的裝配。問題的啟示水基、免洗助焊劑的大量使用，達(dá)到 1500 g/in2，將在元件下面的區(qū)域被夾住，留下一種強(qiáng)酸性的殘留物，可能導(dǎo)致在浸