无铅无卤锡膏的一些特点和优点
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无铅无卤锡膏的一些特点和优点
元器件的封装需要大量使用到锡膏。众所周知，锡膏是由合金粉末和助焊剂按比例混合而成。助焊剂的选择对焊接效果起到了巨大的影响。在焊接后锡膏形成冶金焊点，但是助焊剂不可挥发成分会成为残留物。很多封装厂家对焊接后的残留物要求很高，尤其是卤素成分。卤素残留清洗不干净会持续的腐蚀焊点，从而降低焊点可靠性。因此目前锡膏的助焊剂成分需为无卤配方，也就是氯含量和溴含量小于900ppm且总和不超过1500ppm。此外，随着无铅化的普及，无铅锡膏成为主流封装材料，无铅和无卤的搭配则大受欢迎。
回流温度对焊点可靠性有着潜在影响。在回流峰值温度不同的情况下，由图1可以看到较低的温度所形成的无铅无卤锡膏焊点有着更低的失效率。相比于有铅锡膏，无铅锡膏在焊接后可靠性更强，能够承受更多的热循环且失效率低于有铅锡膏(Chung et al., 2005)。高温会加快金属间化合物的生长并加快焊点空洞的生成。在经过热循环老化后焊点出现大面积的裂纹。
图1. 锡膏不同峰值回流温度和合金类型对可靠性影响 (Chung et al., 2005)。
图2. 热循环后的焊点X光检测图, 235℃ (a), (c); 260℃ (b), (d) (Chung et al., 2005)。
Ghaleeh et al. (2020)同样进行试验并发现无铅锡膏的抗疲劳能力要优于有铅锡膏。在将应力和失效循环数取对数后，获得了应力和失效循环数的关系。有铅和无铅锡膏的可靠性都随应力增加而降低，但是相同温度情况下，无铅锡膏的表现要优于有铅。
图3. SnAg3.8Cu0.7和SnPb37的应力表现 (Ghaleeh et al., 2020)。
尽管有铅锡膏仍然有一些特有的优点，但无铅焊料随着发展已经能够逐渐替代有铅焊料。深圳市福英达提供优质无铅超微锡膏，采用无卤或零卤配方制成，焊接后焊点可靠性强且残留物易清洗。欢迎进一步了解。
参考文献
Chung, C.L., Lu, L.T., & Lee, Y.J. (2005), “Influence of halogen-free compound and lead-free solder paste on on-board reliability of green CSP (chip scale package)”, Microelectronics Reliability, vol.45 (12), pp.1916-1923.
Ghaleeh, M., Baroutaji, A., & Qubeissi, M.A. (2020), “ Microstructure, isothermal and thermomechanical fatigue behaviour of leaded and lead-free solder joints”, Engineering Failure Analysis, vol.117.
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