設置首頁
加入收藏
使用幫助
您的位置:網站首頁 > 電子問答平臺 > 電子材料與輔助 > 電子焊接
已解決 分享收藏到>>收藏夾 百度搜藏 新浪ViVi Google書簽 天極網摘 和訊網摘 人人網 開心網 網易微博 新浪微博 發給好友
使用無鉛錫膏對清洗工藝的影響
懸賞分:0 - 提問時間:2010-7-9 15:16:14
使用無鉛錫膏對清洗工藝的影響
提問者:匿名
最佳答案
   多年以來,ZESTRON持續跟蹤向無鉛工藝轉換的步伐,為確保高度的工藝可靠性,進而在技術中心進行了多項深入測試,以評估典型無鉛錫膏對於清洗工藝的影響。
  為了更新已經完成的研究並評估最新的結果,一項研究已在2004年完成,它將範圍擴展到超過30種著名廠商的不同無鉛錫膏。這些測試包含了現有的無鉛錫膏,主要是免洗配方。
  研究的目的用以回答兩個關鍵問題:1.使用無鉛錫膏對現有的清洗工藝帶來什么樣的影響?2. 向無鉛錫膏工藝轉換會提高清洗的重要性嗎?

  採用無鉛錫膏對清洗的影響
  由於在不同工藝條件下使用無鉛錫膏的要求(見表1),對於清洗工藝影響的問題正在更多地被涉及。
  鑒於以往的研究,大多數替代錫膏的峰值溫度要比錫鉛錫膏高出34 ℃左右,可能造成更多的氧化和助焊劑的聚合反應,這些反應使得助焊劑殘留物在焊接過程中更多地被“烘焙”,使其更難被清洗。
  較高沸點的溶劑、增量的松香成分(固含量)和特別是抑制在高溫下焊料氧化的更強的活化成分都會造成助焊劑殘留物增多並對清洗工藝提出更高的要求。
  ZESTRON在去年對現有的無鉛錫膏,主要是免洗配方進行了新一輪測試,以對錫膏的最新發展對於清洗的影響作出精準的定義。

  清洗劑
  清洗在電子工業中的應用依據需要清洗的殘留物有所不同(見圖1a/1b)。通常中性pH值的清洗劑用於清洗網板和誤印電路板上的錫膏;對於焊後助焊劑殘留物則使用鹼性清洗劑。這樣有三種基本的清洗劑:溶劑型清洗劑、水基不含表面活性劑的MPCㄇ清洗劑,和水性鹼基表面活化清洗劑(仍然在用於網板清洗)。

  錫膏清洗
  在轉向使用無鉛錫膏後,鑒於上文提到的工藝變化,清洗焊後組裝件的助焊劑殘留物將會產生一些問題。由於助焊劑的變化,尤其是溶劑中的新成分比如樹脂和觸變劑對於清洗回流前的錫膏也可能有一定的影響。
  在這項研究中使用的無鉛錫膏,也用來測試從網板和誤印線路板上進行清洗的難易程度。


  網板清洗
  在ZESTRON進行的一係列測試中,使用不同的無鉛錫膏涂敷在網板上並且經過一個小時的幹燥,然後在一臺網板清洗設備中清洗,在室溫下,1.5bar壓力,分別從2至6分鐘進行測試。測試中使用了標準樣品。
  清洗後的網板在10倍放大的顯微鏡下目檢以觀察錫膏殘留物,並且用擦拭的方式來檢查錫膏殘留物。結果是在測試中採用的無鉛錫膏均被各種清洗劑輕易去除,不同的是在各種清洗應用測試中使用的清洗時間不同(如表2所示)。

  誤印電路板清洗
  除了從網板上清洗錫膏外,在相似的條件下也進行了誤印電路板的清洗測試。需要指出的是,在清洗誤印電路板時必須額外考慮一個因素,即無鉛焊接工藝推行的同時,焊盤的無鉛化,尤其對於大規模生產來說,轉向了OSP裸銅的方向。OSP相對於此前的焊盤金屬,比如傳統的熱風整平對於清洗工藝更為敏感。因此,為保證可靠的焊接工藝需要特別的清洗參數。
  為滿足這些新的需求,從而向業界提供適合的清洗工藝解決方案,ZESTRON與領先的OSP供應商攜手進行了相容性和焊接性研究。基於一係列的深入研究,ZESTRON已經能夠為OSP鍍層的電路板提供清洗工藝。
  
  助焊劑殘留物清洗
  從經過焊接的元器件上清洗助焊劑殘留物比清洗網板和誤印板上的錫膏要求更高。在與慕尼黑技術大學進行的合作中,將無鉛錫膏(主要是免洗型)涂敷在標準測試基板上,然後在其各自特定的回流溫度曲線下進行焊接。
  三組不同的焊後基板分別在標準設備中採用三種清洗劑類型中的一種進行處理:清洗在50℃下進行,隨後的漂洗採用去離子純水。
  在清洗後,測試基板在40倍放大的顯微鏡下目檢;接下來,每塊基板採用離子污染檢測儀測試。為了發現未被離子污染檢測出的活化殘留物,採用ZESTRON助焊劑測試液對每快測試基板進行定性分析。這項簡單的測試步驟檢測助焊劑中的羧基酸活化劑和出現的位置以及污染物的分布。
殘留物目檢和離子污染測試均顯示三種清洗劑類型都有很好的結果。在佔測試基板總數約5%的極少的個案中,檢測到有輕微的殘留物;但均在微調工藝參數,比如清洗時間、溫度和清洗方式後完全去除。
  小結
  通過測試可以得出一些重要且基本的結論:
  清洗網板和誤印板上無鉛錫膏的結果與那些有鉛錫膏的清洗有可比性。經驗顯示在這個領域沒有過渡期的問題。
  在焊接板上去除助焊劑殘留物同樣得到非常好的結果,95%經檢測的測試基板顯示殘留物在上文所述的標準應用中被完全去除。在其餘的基板上的部分殘留物在調整原有的清洗參數設定後也被完全去除。
  由於通常已有的清洗應用具備足夠大的工藝窗口,應當能夠將助焊劑殘留物簡單輕易的去除並且在不進行額外投資的情況下通過對現有清洗應用進行優化達成。
  有鑒於此,在日益迫近的向無鉛化轉換的進程中,和其它工藝步驟不同的是,運用現代清洗劑的清洗應用不會遭遇嚴重的困難。
  未來前景
  轉換為無鉛錫膏而通常含有銀的錫膏將導致清洗要求增加。早在20世紀50年代,已有文獻證實焊點的電化遷移導致電子電路失效。由於較低的銀含量,電化導致的樹狀結晶非常不穩定(見圖2),所以最終的表面電阻值要求在測試中可能達到,但在測試時可能發生暫時的失效(見圖3)。
  對於銀的氫氧化物和硫化物的形成導致的電化遷移,銀有著高度的相關性。高回流溫度所需要的大量活化劑具備高度吸溼性。如果它們未被去除或未被徹底去除,它們能夠導致組裝件的溼膜形成並進而引起電化遷移和樹狀結晶的產生。由於無鉛錫膏中的高活性劑含量很難被可靠地包覆起來,免清洗技術已經觸及其極限。
  正如很多公司業已發現的,“僅僅免清洗”已經不能保證焊接器件的可靠性。而電路板則進一步面臨更為復雜和苛刻的測試環境。因為大量吸溼性活化劑的存在,無鉛錫膏沒有足夠的窗口來通過這些測試。而對組裝件的清洗,特別是對日益增加的現有的和吸溼性的殘留物的清洗,能夠極大地改善其耐溼性並防止極易產生的遷移。

回答者:焊錫老大 - 高中生 三級 2010-7-9 15:17:06

【使用無鉛錫膏對清洗工藝的影響】 問題已經解決,多謝您的瀏覽和關注!