优化锡膏形状来改善电阻疲劳寿命-深圳市福英达
优化锡膏形状来改善电阻疲劳寿命-深圳市福英达
众所周知电子技术发展对焊接密度和焊点的微型化提出了更高的要求。随着焊点体积越来越小，用于印刷锡膏的钢网的开孔也必须达到更小的面积。随着调整钢网开孔大小，焊盘上的锡膏体积会有所变化，从而导致回流过程中焊点演变出不同的形状。元器件和PCB在热循环过程中会由于热膨胀系数的不同而形成裂纹，然而通过优化锡膏回流后的形状可以起到提高焊点的疲劳寿命。
为了了解什么样的焊点形状能够实现更高的焊点的疲劳寿命，Ha等人使用特定厚度的钢网在电阻R1005和R0402上印刷锡膏。通过计算出开孔面积所对应的锡膏形状，他们制备了四种焊点形状，包括凹形，直形，微凸形和凸形（锡膏量由低到高排序），以进一步确定焊点形状对可靠性的影响。
图1. 不同形状的焊点。
热循环试验是验证焊点疲劳寿命的重要手段。用于测试R1005和R402可靠性的热循环实验的条件是-55℃到150℃。
在本实验中，当电阻变成无穷大时则认为焊点失效，而不是20%的电阻变化率。从图1可以看到，凹形的锡膏形状的失效时间最短，对应的R1005和R0402的失效时间仅为10873个循坏和12728个循环。相反的是，当锡膏形状为凸形时，电阻的失效时间最长。从数据来看，凸形的失效时间比凹形长30%或以上。
表1. 锡膏形状对R1005和R0402失效时间的影响。
由于热膨胀系数的不同， 焊点和电阻更容易发生疲劳。大多数电阻样品中的热冲击裂纹都沿着电阻器终端的边界传播。当锡膏量增加时，焊点的高度会增加，因此焊点开裂所需要的时间会更长。
图2. SAC305焊点疲劳失效图; (a)凹形, (b)直形, (c)微凸形, (d)凸形。
深圳市福英达致力于研发和生产超微级(T6及以上)的印刷锡膏。福英达的印刷锡膏粘度稳定，板上时间长，下锡能力优秀，能够与不同厚度和开孔大小的钢网适配。欢迎有需求的客户与我们联系。
Ha, J., Lai, U.Y., Yang, J.B., Yin, P.C. & Park, S. (2023). Enhanced solder fatigue life of chip resistor by optimizing solder shape.Microelectronics Reliability, vol.145.
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