Hello,不知三月的“适普李宁成博士线上研讨会”大家是否参加,适普计划6月再次举办“适普李宁成博士研讨会”,考虑疫情的原因,采取线上模式。
为了给大家提供更好的服务质量,主题更贴合各位实际需求,现设有以下调查问卷,希望大家能抽出几分钟时间,帮助我们完成调查,也再此诚挚地邀请各位届时参加我们6月线上研讨会!!!
(ps:我们将从参与的问卷中随机抽5位幸运儿,送上3月研讨会纸质版研讨会资料(中文版))
李宁成博士在线答疑
答:一般锡膏使用环境在 30-60% R.H & 22-28℃下,印刷寿命>8小时
2.李博士您好!请教一个问题: SAC305锡膏温循(-40至85度)1000循环后BGA 球侧IMC及与PCB焊接处都有开裂,怎么改善?业界有无标准?谢谢!
答:对于温循后焊点开裂情形,可以改换可靠性更高的焊锡合金;也可以用添加胶水的方法来帮助,但是胶水里面要填充有填粉。
3. 生产FlipChip BGA,导热TIM1用的单质铟材料(客户要求用单质indium熔融焊接,热导率比镓高一倍左右),焊接面有背金处理,焊接时会使用flux。在产品生产和上板过程中需要多次耐受SAC305的回流温度,目前发现铟焊接层空洞会随着回流次数增多、变大,且比较随机,散热效果受铟空洞影响非常大,请问有什么合适的办法抑制空洞?
答:要减少空洞,在回流焊的时候,一个是换不同的助焊剂,另外一个是使用蚁酸回流焊,加惰性气体,可以更有效地減少空洞。
4. 有BGA焊接的电路板在做1米高跌落时,BGA脱落,焊点开裂是在焊点和BGA本体焊盘之间,BGA侧有很平的而且发亮的颜色。BGA焊盘是镀镍金,后来换为OSP试验,OSP就没有这种问题。请问根本原因在那里?
答:在镍金上面形成焊点的时候,其介金属种类是Ni3Sn4,在铜上面形成焊点的时候,其介金属种类是Cu6Sn5。Ni3Sn4本身的韧性比不上Cu6Sn5,所以当在镍金上形成的焊点介金属的脆性就更大,从而在跌落的时候容易断裂,跟BGA焊盘镀层工艺没有关系,跟焊盘表面处理种类有关系。
5. 请介绍下黑盘失效原因和判断方法
答:黑盘的失效模式是形成的焊点很不牢靠,在经过外界很小的应力作用后整个元器件就会脱落,焊点失效位置是焊点和焊盘之间,而且一个重要特征是下面的焊盘暴露出来的特征常常呈现的是黑色,这也是黑盘名字的来源。
黑盘一般发生在ENIG(化学镍沉金)工艺,其机理是在前期焊盘镀层制造时,工艺没有控制好,即在镀化学镍的时候没有控制好镀层的工艺,形成疏松的镍层,然后下工序沉金时,金就会侵蚀到镍层,进入到镍和镍的晶粒之间,就比方像希望在岩石上面形成一个很坚固的焊点,但下面如果是疏松的有很多缝隙的话,焊点就变得非常脆弱了,一旦承受一些应力就会脱落。其根本原因就是镀镍制程没有控制好。
一般用肉眼判断黑盘的话,看来料是根本看不出来,外表就是漂亮的金,要做切片才能看出来。或者焊接后的焊点的推拉力是很低的。
6.焊盘处理工艺是在铜上电镀镍,然后在镍上再电镀一层厚锡,厚度约20-30um。后期焊接工艺是回流时把这层厚锡在flux作用下直接熔化掉,但是问题是回流过程中锡层到熔点之后会出现鼓泡现象,往外吹起(可肯定不是来自焊盘吹气),我们考虑是不是镀层里面有微孔或电镀液残留问题导致的,请您给分析下原因和对策?
答:我的判断是有的。在铜上镀镍以后,如果铜的品质本身没问题的话,在镀锡的时候需要清掉镍表面的氧化物再镀锡。而在清镍氧化物的时候如果没有清干净的话,界面地方会有很多真空,其实就是还有很多氧化物存在,只是肉眼根本看不出,所以又镀一层厚锡,这些有小针孔的地方有氧化物甚至溶液、助焊剂,在过回流焊时汽化而产生空洞。
7.105、1205低银合金和305、405高银合金区别和适用场合?
答:1.主要区别在热疲劳的可靠性方面。一般银含量越高其抗热疲劳能力就越高,像387、305的温循测试的可靠性高于105、0307。
2.但是如果比较抗振性的话,低银材料抗振性比高银好些,因为低银焊料比较软,器件承受的震动惯量会被比较软的焊料吸收和消耗掉,从而使振动惯量传到焊接界面就比较弱了,这是低银承受跌落测试能力高过高银的原因。
总结来说,如果有的产品生产目标是耐跌落能力要好的话,用低银就比较好了。所以低银若是与高银比较的话,耐热疲劳性能不如高银,但是耐跌落性能超过高银。
8.黑盘的原因是镀镍没镀好,具体状况是什么样的?
答:黑盘是镀镍工艺没有管控好,现在工业界还没有一个非常清楚的清单来定义如果控制在要求范围就保证没有问题。镀镍没镀好包括有异物,还有化学镀镍时,化学品没有控制好,包括化学药品、镍离子浓度、酸性的控制、温度,就会造成镀出来的镍层不是非常细腻、结实的。跟镍层厚度没有什么关系,通常镍层厚度比较好控制(5-10um),主要是跟镍层品质有关。
9. IMC种类通常有Sn-Cu、Sn-Ni,那Ag、Bi会生成IMC吗?
答:Ag是会的,Ag与Sn的IMC是Ag3Sn。Bi不会形成介金。Pb也不会形成介金属。
10. 化金、OSP等各种表面处理板哪种可靠性比较好?
答:可靠性得看使用者最后的考验方法。化金板可靠性是不错的,但是耐跌落能力比不上OSP的板子,因为介金属层是比较脆的,在OSP上的焊点脆性比化金好。但是对于长期温循可靠性测试的话化金板就好一点,原因是当做温循时,焊点承受不断的应力冲击,在应力冲击下焊点界面会不断地在高能量状态之下形成更多的介金属。而在铜上面形成介金属的速度大概是在镍金上的3倍,虽然脆性低,但速度快随着时间增加其介金属厚度就是化金的3倍左右,这就会成为最后影响可靠性的重要因素。所以具体使用时选择还得确认对焊点可靠性的挑战是哪方面的,再做选择。
以上是本次适普技术团队问答整理,下一篇问答整理尽情期待,如您有疑问向李博士请教,欢迎在网站留言或私聊“适普焊料”公众号后台
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