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无铅SMT贴片加工焊接涂镀层材料的选择

发布日期:2019-08-01
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无铅SMT贴片加工焊接要求SMT电路板和SMT贴片焊盘表面镀层材料也无铅化。目前主要是用非铅金属或无铅焊料合金取代Pb-Sn热风整平(HASL)、化学镀镍/金(ENIC)、化学镀镍/钯/金(ENEPIG)、Cu表面涂覆OSP、浸银(1-Ag)和浸锡(1-Sn)。


选择无铅SMT贴片加工焊盘涂镀层必须考虑焊料、工艺与SMT加工焊盘涂镀层的相容性。


SMT贴片制造焊盘涂镀层与焊料的相容性是电路板电气连接通过的比要条件,不同的金属镀层与焊料合金焊接后再界面形成的化合物是不一样的,因此它们之间的连接强度也不同。例如,Sn与Ni的界面合金Ni3Sn4的连接强度最稳定,因此一般高可靠性产品选择ENIG(Ni/Au)或化学镀镍/钯/金(ENEPIG);又如采用与无铅焊料相同的合金热风整平(HASL),其相容性是最好的。


接下来解析为什么SMT贴片加工无铅焊料合金热风整平(HASL)对电路板的相容性是最好的。


目前,SMT贴片加工厂无铅焊料合金热风整平工艺使用的焊料主要有Sn-Cu-Ni+Ge(锗)或Sn-Cu-Ni+Co(钴) 两种。其中Sn-Cu-Ni+Ge(锗)的成分为Sn,0.7%Cu、0.05%Ni和名义含量65×10负6次方的Ge。锗不但可以阻止氧化物的生长,而且能够阻止PCB焊盘镀层表面在HASL过程和随后的再流焊和波峰焊过程中焊点变黄和失去光泽。另外, 锗还能抑制无铅波峰焊中熔渣的形成。


无铅焊料合金热风整平与Pb-Sn焊料HASL一样,由于镀层的厚度和焊盘的平整度(圆顶形)很难控制,因此不能用于窄间距、高密度组装中,可应用于一般密度的无铅产品双面再流焊,以及消费类电子产品的波峰焊工艺。


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