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SMT贴片中金对焊点的影响

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在电子业焊接中,由于金优良的稳定性和可靠性,成为最常用的表面镀层金属之一。但作为焊料里的杂质,金对焊料的延展性是非常有害的,因为焊料中会形成脆性 的Sn-Au(锡-金)金属间化合物(主要是AuSn4)。虽然低浓度的AuSn4能提高许多韩含锡焊料的机械性能,但当金在焊料的含量超过4%时,拉力强度和失效时的延伸量都会迅速下降。

 

焊盘上1.5um厚度的纯金和合金层,在波峰焊接时可以完全的溶解到融熔焊料中,形成的AuSn4不足以伤害到盘料的机械性能。但有对于表面组装工艺,可以接受的金镀层厚度非常低,需要精确计算。Glazer等人报道,对于塑料四边扁平封装(PQFP)和FR-4 PCBs上的铜-镍-金(Cu-Ni-Au)金属镀层之间的焊点,当其金的浓度不超过3.0 W/O,就不会损害焊点的可靠性。

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过多的IMC但由于其脆性而危害到焊点的机械强度,而且影响到焊点钟空洞的形成。例如在Cu-Ni-Au焊盘的1.63um 金层上形成的焊点,焊盘上印刷7mil(175um) 91% 金属含量Sn63Pb37免洗焊膏后进行再流焊。Sn-Au金属化合物成为颗粒并广泛地分散在焊点中。

 

在PCB加工中,除了选择适当的焊料合金和控制金层厚度之外,改变含金的基地金属成分组成也可以减少金属间化合物的形成。例如Sn60Pb40焊料焊接到Au85Ni15之上就不会有金脆的问题。
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