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SMT貼片中金對焊點的影響

2018-04-18 雅鑫達電子 840

在電子業焊接中,由于金優良的穩定性和可靠性,成為最常用的表面鍍層金屬之一。但作為焊料里的雜質,金對焊料的延展性是非常有害的,因為焊料中會形成脆性 的Sn-Au(錫-金)金屬間化合物(主要是AuSn4)。雖然低濃度的AuSn4能提高許多韓含錫焊料的機械性能,但當金在焊料的含量超過4%時,拉力強度和失效時的延伸量都會迅速下降。


焊盤上1.5um厚度的純金和合金層,在波峰焊接時可以完全的溶解到融熔焊料中,形成的AuSn4不足以傷害到盤料的機械性能。但有對于表面組裝工藝,可以接受的金鍍層厚度非常低,需要精確計算。Glazer等人報道,對于塑料四邊扁平封裝(PQFP)和FR-4 PCBs上的銅-鎳-金(Cu-Ni-Au)金屬鍍層之間的焊點,當其金的濃度不超過3.0 W/O,就不會損害焊點的可靠性。

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過多的IMC但由于其脆性而危害到焊點的機械強度,而且影響到焊點鐘空洞的形成。例如在Cu-Ni-Au焊盤的1.63um 金層上形成的焊點,焊盤上印刷7mil(175um) 91% 金屬含量Sn63Pb37免洗焊膏后進行再流焊。Sn-Au金屬化合物成為顆粒并廣泛地分散在焊點中。


在PCB加工中,除了選擇適當的焊料合金和控制金層厚度之外,改變含金的基地金屬成分組成也可以減少金屬間化合物的形成。例如Sn60Pb40焊料焊接到Au85Ni15之上就不會有金脆的問題。


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