混合工艺之有铅锡膏与无铅BGA的焊接-陶鹏 .pdf

混合工艺之有铅锡膏与无铅 BGA 的焊接 北京德天泉机电设备有限公司 陶 鹏 引言 在当前表面贴装技术（SMT）中，我们对有铅无铅的混合焊接方式并不 陌生，尤为代表性的是：有铅锡膏与无铅 BGA 的焊接。这也是我们今天所 要介绍的主题与实际案例。 1. 从有铅与无铅的特殊性来分析，我们可以先看以下几点 首先，从润湿性的角度看，我们先考虑焊料的特性：相对来说含铅焊料 的表面张力较小；而无铅焊料的表面张力相对较大。从其特性可以看出焊 膏的流动性与实际焊接的润湿能力存在最直接的关系。所以与锡铅或是普 d 通的低熔点焊料合金相比，无铅焊料合金的润湿效果较差。 e 其次，我们从其本身的自我矫正的角度来看，与之润湿能力成正相关， r 以BGA 焊接为例，有铅 BGA 的自我矫正 （焊球对位）焊接能力明显强于无 铅 BGA 的自矫正能力。 te 再之，我们来看它们在可靠性方面的特点，对于无铅焊料合金的长期可 s 靠性 目前还没有定论，但其焊点在受力的情况下表现出较大的离散性而容 i 易损伤，值得一提的是在所受应力较低的情况下，SAC 合金的可靠性能与 g SnPb 合金水平相当或者比它稍好。 e 针对这种混合制程的焊接方法，我们知道很多产品因为设计的需求或考 R 虑其成本等各方面因素不可避免的采用有铅无铅混做的方式对产品进行焊 接加工，所以在可制造性方面形成了阻力，而各个厂家以及各类辅材供应 n 商也就此做出了针对性的试验与改良。 U 2. 下面，我们通过针对有铅制程无铅 BGA 的实际焊接过程进行详述 （1）通常我们使用的锡铅焊膏的回流温度范围在 215-235℃。 （2）BGA焊球 SAC 合金的回流温度范围在 235±5℃。 以上是我们在回流制程中的重要参数和基本条件。 我们调出在进行混合制程生产过程中曾出现过的问题标本： 首先了解一下产品的相关基础数据： ① PCB 为四层板，厚度 1.6mm，长宽 210*185mm,PCB 表面处理采用浸 锡工艺； ② BGA(SAC)尺寸 27*27 225 球，pitch1.5mm；（如图 2.1，图2.2） d e 图 2.1 er t gis e 图 2.2 R ③ BGA 在 PCB 中心偏右 2-3cm 位置；（PCB 入厂无变形和划伤，BGA 外观检验合格） n ④ 使用的焊膏：铟泰锡铅 SP8 系列，推荐 120-175恒温 60-120 秒， 215-235 回流 45-90 秒； U ⑤ 回流焊：八温区 热风 非氮气 ； ⑥ 工艺参数：120 140 160 180 190 220 245 255 链速 68cm/min； （上下温区温度一致） 温度测量：Profile 测温板针对 BGA 做底部的热偶采点； 测试数据： Peak