电子产品的生产与检验 8.2.1专项课件（80个） 77.锡膏导入技朮解決.ppt

五 Sn whisker现象分析与解决 锡须现象Sn whiskers on SnCu plating Sn whisker Examples Whisker Testing Methods 纯锡镀层会产生锡须(PCB组件)，锡须会引起许多严重的可靠性风险，比如导致电路短路。 锡须是一种自然发生的现象，在纯锡处理的镀层锡须产生的过程如下图所示。 多数的锡须是单一晶体，随时间“成长”，有的会长到10mm以上.一般可接受的标准在50um以下。锡须有许多形状，丝状，结状，柱状，针状，丘状等。 錫 須 的 成 長 Cu Sn 锡须的影响和预防业界还在研究中 目前降低锡须造成的可靠性风险的方法： a 使用大颗粒的粗锡镀层(2um) b 加厚纯锡镀层(10um) c 保形涂层 Conformal coating d 增加镍基镀层(Cu/Ni/Sn) e 回焊锡镀层减小压力 f 蘸锡处理大间距组件(PTH) g 在锡镀层中加入其它元素(Cu，Bi) h 严格控制锡镀层制程 应用电子技术专业教学资源建设 湖南铁道职业技术 应用电子技术专业教学资源建设 湖南铁道职业技术 应用电子技术专业教学资源建设 湖南铁道职业技术 锡膏导入技术解决 目 录 一 无铅焊锡(Lead-free Solder) 二 PB-Free Alloy Selection 三 IMC比较分析 四 无铅焊接Ag3Sn锡裂现象解决 五 Sn whisker现象分析与解决 一 无铅焊锡(Lead-free Solder) 1.1 无铅焊锡中的主要添加成份 1.2 常见无铅焊锡的种类 1.3 无铅焊锡专利问题 带四价电子，具有安定性，不易与空气氧化 936 锗 (Ge) 以镍为基材时，若加入适当的镍可得最佳的湿润性 1455 镍 (Ni) 活性大、易氧化 1.具有低熔点 2.锌的价格便宜 420 锌 (Zn) 1. 2.降低改善延展性 630.5 锑 (Sb) 1.降低熔点 2.铟的延展性佳 3.可提高焊锡合金的抗疲劳。 156.4 铟 (In) 若加入的量过多时，容易造成假焊及机械性质下降。 1.降低熔点 2.铋是由铅提炼的副产品 271 铋 (Bi) 机械性质较差 1.降低熔点 2. 3.成本较银便宜 1084.5 铜 (Cu) 1.不可加入过量，会影响机械强度 2.成本较高。 1.降低熔点 2.增加机械强度 3.延展性佳 961.9 银 (Ag) 缺点 优点 熔点(℃) 金属 1.1 无铅焊锡中的主要添加成份 1.2 常见无铅焊锡的种类 美国NEMI Sn-3.9Ag-0.6Cu (SAC396) 日本JEIDA Sn-3.0Ag-0.5Cu (SAC305) 欧盟 Sn-3.8Ag-0.7Cu (SAC387) 各国主流无铅焊锡合金： Sn – (3-4)wt% Ag – (0-1)wt% Cu Melting Point ~ 217℃ Ag% Overview of SnAgCu Patent Coverage Cu% 0.5 1 1.5 2 2.5 3.5 4 1 2 3 5 6 7 8 9 10 5 Senju Fujielectric 3.5 US JP GM Iowa 3 1.3 无铅焊锡专利问题 二 PB-Free Alloy Selection 含银量高易形成Ag3Sn片状合金金属造成焊点龟裂，过低又造成焊点组织不够紧密。 三 IMC比较分析 The disadvantage to use Sn-Ag-Cu-Ni-Ge Alloy/The IMC layer growth Sn-Ag-Cu IMC Status Sn-Ag-Cu-Ni-Ne IMC Status The disadvantage to use Sn-Ag-Cu-Ni-Ge Alloy/The multiple Ni IMC Layer formed Sn-Ag-Cu 及Sn-Ag-Cu-Ni-Ge 剪力强度比较 缺点: 熔点比锡铅焊接上升30℃ 价格较贵(含银) 冷却速度慢时会有片状结构易锡裂 四 无铅焊接Ag3Sn锡裂现象解决 裂缝生长在Ag3Sn和Cu6Sn5之间的分界面 回流二周后，Sn3.5Ag0.75Cu的锡球发生裂缝 无铅焊接Ag3Sn引发锡裂现象 无铅焊接Ag3Sn引发锡裂现象(改善方法) 更高的冷却斜率可以减少Ag3Sn盘子的尺寸。 银的浓度更低，Ag3Sn盘子形成被抑制且冷却比率不敏感。