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摘要:去金问题是电装焊接中的重要组成部分,其可靠性与否直接关系着电装焊接的质量和效果。因此,本文结合航天产品的相关情况,对电装焊接的去金问题和解决措施进行分析和探讨,通过元器件去金来提高焊点的可靠性,所以在进行电装焊接时要提高对去金问题的重视。
关键词:电装焊接;去金;问题;措施
金的化学稳定性较强,耐磨,焊接性能好,所以在当前的电子行业中为了更好的防止元器件引线和电路板氧化的问题,提升焊接的质量,通常会使用镀金的PCB板和元器件引线。但是据有关数据显示,由于镀金引线没有进行去金处理,就会导致由于金脆现象而引发质量问题。因此,在电装焊接中要提高对去金问题的重视,提高元器件产品的质量和可靠性。
一、电装焊接中的去金问题
(一)对“金脆”现象的分析
在电装焊接过程中,金和铅锡等焊料的相容性很好,金在熔融状态下溶解速度很快。有资料显示金在锡铅焊料中的溶解优于银、铂、镍和铜。因此,在进行电装焊接中,最先溶解的焊料就是金,而温度和溶解量的变化也会形成不同的合金晶体[1]。Au-Sn化合物的硬度仅次于玻璃,所以Au-Sn的硬脆度较高,其合金的焊点的承载能力非常有限。在这种化合物中,当金的含量达到3%时,焊点会明显地表现出脆性,即“金脆化”,影响产品的可靠性。
(二)去金工艺标准的要求
我国QJ3012,QJ3117A及IPC J-STD -001E-2010都相继作出“在需要焊接部位的金涂敷层,应在焊接之前全部消除,因为这种脆性的金-锡化合物所构成的连接部分,是特别不可靠的。因此现在凡是需要锡焊的表面都不允许镀金,原来已有的也必须除去”的规定。见表1。
二、电装焊接中去金问题的解决措施
(一)焊接前PCB焊盘镀金表面的处理
在焊接前进行镀金表面的处理也是很重要的,但是对其的处理争议很多。首先是镀金厚度达到1.27微米以上时,有很多的金元素向焊料中擴散,由此会产生脆性。镀金厚度在1.27μm 时,能在2 s 内溶于低熔点的锡- 铅焊料中,不同的PCB板对镀金的厚度不一样.其次针对于PCB板的镀金问题,为了减少Cu-Au合金产生的危害,在PCB 板的镀金层下面一般是镀镍,镍是铜合金之间的隔离层,SMT工艺中,Ni金板金镀层以及一些元器件的金镀层都非常薄,一般为0.05~0.125μm,主要是因为镀层的薄厚会影响其熔融焊料的速度,镀金层越薄焊接时越容易融到焊料中,焊接时焊料中的锡与镍层就会形成锡镍共价的化合物,这样焊点的牢固性就会有所增强,而少量的金元素溶于其中所产生的金层可以对镍层起到保护,防止其被氧化。所以在少量金元素的情况下是不会造成金脆的,对表贴的元器件及镀金焊盘中金元素厚度一般不进行去金处理。
(二)元器件引线去金问题的方法
第一,采用烙铁手工搪锡去金的方式。此种方式在去金处理时,搪锡温度一般为260℃~280℃,时间为2s~3s,然后利用吸锡绳加热处理的形式吸除表面的搪锡层。此种方式在进行去金处理时,要保证镀金层的厚度低于2.5微米,如果最后镀金层厚度高于这个要求,则需要进行二次处理。此种去金方式的常使用于电连接器焊杯的处理[3]。电连接器在进行去金处理时必须要考虑其绝缘性和耐温性的问题[4]。如图1所示的电连接器插针需要与另一块印制板组件中插座对插,因此只能对插针焊接接位置用电烙铁搪锡.此种插针搪锡时需要将不搪锡部分进行保护.
关键词:电装焊接;去金;问题;措施
金的化学稳定性较强,耐磨,焊接性能好,所以在当前的电子行业中为了更好的防止元器件引线和电路板氧化的问题,提升焊接的质量,通常会使用镀金的PCB板和元器件引线。但是据有关数据显示,由于镀金引线没有进行去金处理,就会导致由于金脆现象而引发质量问题。因此,在电装焊接中要提高对去金问题的重视,提高元器件产品的质量和可靠性。
一、电装焊接中的去金问题
(一)对“金脆”现象的分析
在电装焊接过程中,金和铅锡等焊料的相容性很好,金在熔融状态下溶解速度很快。有资料显示金在锡铅焊料中的溶解优于银、铂、镍和铜。因此,在进行电装焊接中,最先溶解的焊料就是金,而温度和溶解量的变化也会形成不同的合金晶体[1]。Au-Sn化合物的硬度仅次于玻璃,所以Au-Sn的硬脆度较高,其合金的焊点的承载能力非常有限。在这种化合物中,当金的含量达到3%时,焊点会明显地表现出脆性,即“金脆化”,影响产品的可靠性。
(二)去金工艺标准的要求
我国QJ3012,QJ3117A及IPC J-STD -001E-2010都相继作出“在需要焊接部位的金涂敷层,应在焊接之前全部消除,因为这种脆性的金-锡化合物所构成的连接部分,是特别不可靠的。因此现在凡是需要锡焊的表面都不允许镀金,原来已有的也必须除去”的规定。见表1。
二、电装焊接中去金问题的解决措施
(一)焊接前PCB焊盘镀金表面的处理
在焊接前进行镀金表面的处理也是很重要的,但是对其的处理争议很多。首先是镀金厚度达到1.27微米以上时,有很多的金元素向焊料中擴散,由此会产生脆性。镀金厚度在1.27μm 时,能在2 s 内溶于低熔点的锡- 铅焊料中,不同的PCB板对镀金的厚度不一样.其次针对于PCB板的镀金问题,为了减少Cu-Au合金产生的危害,在PCB 板的镀金层下面一般是镀镍,镍是铜合金之间的隔离层,SMT工艺中,Ni金板金镀层以及一些元器件的金镀层都非常薄,一般为0.05~0.125μm,主要是因为镀层的薄厚会影响其熔融焊料的速度,镀金层越薄焊接时越容易融到焊料中,焊接时焊料中的锡与镍层就会形成锡镍共价的化合物,这样焊点的牢固性就会有所增强,而少量的金元素溶于其中所产生的金层可以对镍层起到保护,防止其被氧化。所以在少量金元素的情况下是不会造成金脆的,对表贴的元器件及镀金焊盘中金元素厚度一般不进行去金处理。
(二)元器件引线去金问题的方法
第一,采用烙铁手工搪锡去金的方式。此种方式在去金处理时,搪锡温度一般为260℃~280℃,时间为2s~3s,然后利用吸锡绳加热处理的形式吸除表面的搪锡层。此种方式在进行去金处理时,要保证镀金层的厚度低于2.5微米,如果最后镀金层厚度高于这个要求,则需要进行二次处理。此种去金方式的常使用于电连接器焊杯的处理[3]。电连接器在进行去金处理时必须要考虑其绝缘性和耐温性的问题[4]。如图1所示的电连接器插针需要与另一块印制板组件中插座对插,因此只能对插针焊接接位置用电烙铁搪锡.此种插针搪锡时需要将不搪锡部分进行保护.