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PCB焊盘涂层对焊接可靠性的影响

2019-02-19 09:40
可靠性杂坛
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三、综合提升PCB镀层可焊性和抗环境侵蚀能力对改善工艺可靠性的现实意义

(1)现在电子产品的制造质量越来越依赖于焊接质量。在焊接质量缺陷中占据第一位同时也是影响最严重的是虚焊,它是威胁电子产品工作可靠性的头号杀手。

(2)虚焊现象成因复杂,影响面广,隐蔽性大,因此造成的损失也大。在实际工作中为了查找一个虚焊点,往往要花费大量的人力和物力,而且根治措施涉及面广,建立稳定、长期的解决措施也是不容易的。为此,虚焊问题一直是电子行业关注的焦点。

(3)背板产品表面保护镀层不仅要求可焊性好,抗工作环境侵蚀能力强,而且还要求与压接工艺有良好的适应性。寻求合适的背板产品表面镀层新的镀涂层工艺,能同时适应上述要求的镀层,国内外均在研究中。

(4)系统PCBA单板无铅化实施中,由于无铅钎料SAC的熔点比有铅钎料的高了34℃,而且润湿性也差很多,在现有的PCB涂层工艺下,焊接缺陷率(虚焊)将比有铅情况明显增加。因此,针对系统PCBA单板的无铅制程全面实施,有必要对影响系统单板焊接质量的主要因素进行预先研究和试验。

(5)利用上述4种PCB表面处理涂层组装的PCBA组件,在抗恶劣环境侵蚀能力方面都不理想。以盐雾试验为例,4种工艺的大样品数试验结果如图1~图4所示。

图1

ENIG Ni/Au工艺/基底金属严重腐蚀

图2

Im-Ag工艺/基底金属严重腐蚀

图3

Im-Sn工艺/基底金属轻微腐蚀

图4

OSP工艺/基底金属严重腐蚀(6)采用ENIG Ni/Au镀层的背板产品在用户应用中也不时发生点状锈蚀而返修,如图5所示。

图5

被锈蚀的背板ENIG Ni/Au表面经过上述大样品数的应用性能分析,现有的4种工艺虽各有优点和不足,但没有一种综合性能均较优的。电子组装业一直在从事有关与可能解决HASL、OSP和ENIG、Im(化学镀)等涂层相关缺点的替代表面涂层的试验和研究,寻找一种新的涂层工艺,是同时抑制PCB焊盘虚焊和提高表面非焊金属部分抗环境侵蚀能力的唯一出路。

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