分析PCB焊盘涂层对焊接可靠性的影响

2019-02-19 09:45

（6）采用ENIG Ni/Au镀层的背板产品在用户应用中也不时发生点状锈蚀而返修，如图5所示。

PCB焊盘涂层对焊接可靠性的影响

图5 被锈蚀的背板ENIG Ni/Au表面

经过上述大样品数的应用性能分析，现有的4种工艺虽各有优点和不足，但没有一种综合性能均较优的。电子组装业一直在从事有关与可能解决HASL、OSP和ENIG、Im（化学镀）等涂层相关缺点的替代表面涂层的试验和研究，寻找一种新的涂层工艺，是同时抑制PCB焊盘虚焊和提高表面非焊金属部分抗环境侵蚀能力的唯一出路。四、Im-Sn+重熔工艺在恶劣环境下改善抗腐蚀能力和可焊性的机理1.Im-Sn+重熔工艺流程为了解决现有PCB表面涂层在存储一段时间后，在恶劣环境条件下耐腐蚀性能差，可焊性不良的问题，有必要研究一种改进的新工艺，以提供一种PCB耐腐蚀可焊涂层的新的处理方法，通过该方法处理后的PCB，同时具有抗恶劣环境侵蚀，延长车间寿命，保持可焊性和降低焊接缺陷（如虚焊、冷焊）的优点。2.Im-Sn+重熔工艺改善抗腐蚀能力和可焊性的机理（1）改善了镀层组织结构。由于热处理温度范围已超出Sn的熔点（232℃），镀Sn层在热处理过程中发生了重熔，使原Im-Sn表面组织由无定形状改质为粗大结晶状，因而抗老化能力增强，如图4所示。

PCB焊盘涂层对焊接可靠性的影响

图5

（2）改善了镀层的可焊性。如图2.20所示，为Im-Sn镀层在热处理前和热处理后镀层断面放大250倍后的微结构。图2.20（a）所示为未经热处理的Im-Sn镀层断面切片微结构，由该图可以看到镀层疏松、多针孔；而图2.20（b）所示的经热处理的Im-Sn镀层断面切片微结构中镀层致密，间隙、针孔消失，厚度薄而连续。

PCB焊盘涂层对焊接可靠性的影响

图6

（3）如图2.21所示，为Im-Sn镀层在热处理前和热处理后镀层断面切片电镜扫描（SEM）的微结构。图2.21（a）所示为未经热处理的Im-Sn镀层断面切片电镜扫描（SEM），由该图可以看到镀层晶粒粗大，颗粒大小不均，疏松、晶隙多；而图7（b）所示的经热处理的Im-Sn镀层断面切片电镜扫描（SEM）镀层晶粒细化，颗粒均匀致密，镀层厚度均匀连续。

PCB焊盘涂层对焊接可靠性的影响

图7

（4）原Im-Sn镀层与基体金属Cu表面是原子结合，而经过重熔后Im-Sn层和底层金属Cu之间在温度的作用下发生了冶金反应，生成了一层薄的金属间化合物（Cu6Sn5），这种金属间化合物增强了镀Sn层与底层金属Cu间的结合力。（5）由于纯Sn易产生片状晶须，以及低温下（12.3℃）存在锡瘟现象，经过处理（重熔）后使Im-Sn层中掺入了微量的铜，从而使得上述现象得到了抑制。根据樊融融编著的现代电子装联工艺可靠性改编。

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