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用錫鉛焊料SMT回流來降低純錫應用的風險—業界的論證結果

用錫鉛焊料SMT回流來降低純錫應用的風險—業界的論證結果

作者:藍眼科技來源:www.186281.tw
日期:2018-12-07

用錫鉛焊料SMT回流來降低純錫應用的風險—業界的論證結果

摘要


在SMT回流期間,如果所有純錫都能溶解到錫
-鉛合金焊料中,那么純錫焊接端與晶須生長相關的風險就可以被完全抑制住。為了充分利用這種現象的優勢,就有必要了解能保證產生這一過程的條件。根據IPCJ-STD-001標準Class3的要求,通過執行IPC任務組8-81f來進行研究和論證,對全部測試板進行了分析,確定了各種類型部件上純錫的完全溶解程度。本研究結果連同其相關結論和建議,將能對具有高可靠性產品要求的終端用戶在了解這種錫晶須抑制策略的適用性及其局限性上將具有指導性意義。

背景



高可靠性電子產品的制造商已經在減輕金屬錫的晶須形成這一有害影響上進行了多年的研究。抑制錫晶須生長的一個非常有效的手段是用回流錫鉛焊料來替代純錫鍍層(此方法僅適用于其產品不受RoHS限制的制造商)。使用錫鉛焊料完全替代錫的一種方法是在組裝前對部件進行特殊的熱浸錫工藝,而另一種方法是在電路板組裝
SMT回流工藝中用錫鉛合金焊料來完全消耗掉錫鍍層。這種在SMT回流中的錫替代現象被稱為錫的“自我抑制”效應,因為它可以抑制錫的自身生長而不需要任何其它特殊的附加處理過程。自抑制效應相對于其它形式的錫抑制方法具有許多優點:高效,不會增加額外的成本,并且對部件不需要進行額外的加工處理。



但要將這種自我抑制效應作為標準方法的主要挑戰是源于:我們不能完全掌握什么樣的部件會在什么樣的條件下產生這種自我抑制效應。先前的工作已得出結論,對于一組具有特定工藝條件、基板表面處理和焊盤設計的產品來說,我們可以根據部件焊接端的幾何形狀來預測其自我抑制的程度]。然而,我們并不清楚對于不同的制造工藝、基板表面和焊盤尺寸的產品其對應的結果將會如何。由于缺乏對此的了解,系統集成商要證明在特定組裝部件上已具備自我抑制能力的唯一可靠手段,就是要能復制出先前研究的狀態,或者對到手的部件進行直接的測量。這種存在于知識了解上的差距,促使無鉛電子風險管理委員會(
PERM,IPC委員會8-81)于2014年在IPC任務組8-81F下啟動一個項目,以對該現象進行研究。該研究的第一階段已經完成,本報告將描述這項研究和迄今為止所取得的成果。



來制造完全相同的測試板組,所有這些部件都符合IPCJ-STD001,
Class3的要求。為了簡單起見,并能與以前的研究結果進行直接比較,研究人員決定使用與先前研究相同的電路板布局和部件。并且考慮了包括在實驗設計(DOE)中的許多潛在影響因素。描述了所選擇考慮的這些因素。每個測試板由組裝了多種類型封裝體的PCB基板(各自的數量如下所述)構成,采用了四種具有不同焊盤尺寸和基板表面處理的組合,形成了四種不同搭配的電路基板。我們為每臺組裝機提供了每一種基板的兩個復制品,總共為八個測試板,經組裝后的測試板。



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