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PCBA大講堂:零件掉落與端點使用銀鍍層的關(guān)系?

發(fā)布時間 :2016-07-19 15:38 閱讀 : 來源 :技術(shù)文章責(zé)任編輯 :深圳宏力捷PCBA部
零件掉落與端點使用銀鍍層的關(guān)系?零件掉落與端點使用銀鍍層的關(guān)系?
公司最近在做一個產(chǎn)品的滾筒(Tumble Test)信賴度測試時,發(fā)現(xiàn)電源電感器(Power Inductors)有掉落的問題,分析之后發(fā)現(xiàn)這顆inductor的焊接端點(termination)採用了銀鍍層,實際上是【銀-鈀-鉑-玻璃料(silver-palladium-platinum-glass frit)】的混合鍍層,但以【銀(Ag)】為主;因為我們的錫膏用的是SAC305,以【錫(Sn)】為主,所以經(jīng)過回流焊(Reflow)后發(fā)現(xiàn)零件上的銀鍍層溶解到了錫膏之中,以致造成零件焊接強度不足,最后造成掉落的問題。
 
我們把這兩種不同鍍層的電源電感器分別打上同樣的電路板,然后拿去作單體的推力(Push Force)測試,結(jié)果顯示【銀(Ag)Base】的鍍層推力比【錫(Sn)Base】的鍍層推力足足少了4.5Kgf。
查詢之后,發(fā)現(xiàn)這家廠商的電源電感器總共有三種端點焊接的表面處理鍍層,一種是有鉛的不列入考慮,其他兩種無鉛鍍層分別為出問題的【銀-鈀-鉑-玻璃料(silver-palladium-platinum-glass frit)】的混合鍍層,與【錫-銀-銅(tin-silver-copper)(95.5/4/0.5)】鍍層。
我們把這兩種不同鍍層的電源電感器分別打上同樣的電路板,然后拿去作單體的推力(Push Force)測試,結(jié)果顯示【銀(Ag)Base】的鍍層推力比【錫(Sn)Base】的鍍層推力足足少了4.5Kgf。
就理論上來說,銀(Ag)在SAC的錫膏中屬于極少數(shù),所以零件端點上如果鍍銀的話,銀就容易被溶解在錫膏之中,也就是被稀釋掉;如果零件的端點改成鍍錫的話,因為SAC的錫含量本來就很高,也就不太會再去搶零件端點上的錫鍍層了,也就可以形成比較好的焊接強度。
下面是零件使用銀與錫鍍層的推力實驗結(jié)果。
  個別推力(Kgf) 平均推力(Kgf)
銀(Ag)Base的推力 5.66, 8.2, 6.36, 6.57, 8.57, 6.59 6.3
錫(Sn)Base的推力 10.57, 10.80, 11.04, 10.71, 10.94, 10.74 10.8

這個銀鍍層溶解于SAC焊料的問題,一般只會出現(xiàn)在端點面是非金屬的情況,因為一般使用蒸鍍或濺鍍方式將銀鍍于非金屬表面,當(dāng)焊點上面的銀被錫膏吃掉后就會露出非金屬表面,隨著非金屬表面露出越多,焊接的強度就會變得越弱。如果是金屬端點(通常是「銅」)則比較不會有這個問題,因為銅會跟銀生成優(yōu)良Cu5Sn6的IMC,焊接強度沒有問題。
▼下圖是使用錫(Sn)鍍層的電源電感器(Power Inductors),經(jīng)過推力測試后,其焊點還保留在零件的端點上,所以推力比較。 
使用錫(Sn)鍍層的電源電感器(Power Inductors),經(jīng)過推力測試后,其焊點還保留在零件的端點上,所以推力比較高。使用錫(Sn)鍍層的電源電感器(Power Inductors),經(jīng)過推力測試后,其焊點還保留在零件的端點上,所以推力比較高。
▼下圖是使用銀(Ag)鍍層的電源電感器(Power Inductors),經(jīng)過推力測試后,零件端點上已經(jīng)看不到任何鍍層的痕跡了,所以其耐推力就比較。 
使用銀(Ag)鍍層的電源電感器(Power Inductors),經(jīng)過推力測試后,零件端點上已經(jīng)看不到任何鍍層的痕跡了,所以其耐推力就比較小。使用銀(Ag)鍍層的電源電感器(Power Inductors),經(jīng)過推力測試后,零件端點上已經(jīng)看不到任何鍍層的痕跡了,所以其耐推力就比較小。


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