環(huán)氧SAC305錫膏焊接性能-深圳福英達
環(huán)氧SAC305錫膏焊接性能-深圳福英達
現(xiàn)在消費者電子的安全性能受到了業(yè)界的高度重視，尤其是在汽車和醫(yī)療設備中更為明顯。面對不同的電子產品使用環(huán)境溫度，封裝的可靠性需要能夠滿足要求。隨著對封裝可靠性要求的日益提高，封裝材料研發(fā)人員提出了各種各樣的改善焊點可靠性的方法，比如在焊料中加入納米增強顆粒。還有一種方式是在助焊劑中加入可固化環(huán)氧樹脂。環(huán)氧樹脂固化后可對焊點形成保護從而提高焊接可靠性。
隨著環(huán)氧基錫膏得到了越來越多業(yè)界廠家的肯定，許多焊料廠家加大了環(huán)氧錫膏的研發(fā)。Sharma等人將T4 SAC305粉末與環(huán)氧助焊劑混合制備了免洗錫膏。他們對環(huán)氧SAC305錫膏進行了可靠性測試，并與傳統(tǒng)SAC305錫膏進行了對比。
可靠性測試
環(huán)氧SAC305錫膏被涂在PCB焊盤上，然后車用1608電阻器被貼的錫膏上。在回流焊接后環(huán)氧樹脂會固化并在焊點外圍形成絕緣電阻層?？煽啃詼y試項目包括了熱循環(huán)測試，剪切力測試和表面絕緣電阻(SIR)測試。
圖1. 測試樣品。
熱循環(huán)測試
熱循環(huán)測試的溫度被控制在?40℃到125°C。高溫和低溫均保持30分鐘并持續(xù)至1000個老化循環(huán)。從圖中可以發(fā)現(xiàn)剛回流后的焊點被環(huán)氧樹脂包裹。隨著熱循環(huán)次數(shù)增加，環(huán)氧樹脂層逐漸向外面擠出，從而對焊點的包裹性下降，這是因為環(huán)氧樹脂固化程度不高。對于環(huán)氧SAC305錫膏，Cu6Sn5的厚度隨著熱循環(huán)次數(shù)的增加而連續(xù)增加。然而，與普通SAC305相比，Cu6Sn5厚度的生長速率較慢，這可以歸功于環(huán)氧錫膏對應力的吸收和向外釋放。
圖2. 熱循環(huán)測試后的焊點外觀。
圖3. 環(huán)氧錫膏和普通錫膏的Cu6Sn5生長情況。
剪切力測試
對于剪切力測試，加載力被控制在50N，剪切速度為200μm/s。結果發(fā)現(xiàn)環(huán)氧SAC305焊點的剪切力隨著老化時間增加而降低，但由于IMC生長速度較慢，焊點剪切力下降幅度較小。綜合來說環(huán)氧SAC305焊點的剪切強度要高于普通SAC305焊點。
圖4. 剪切力測試結果。
表面絕緣電阻測試
表面絕緣電阻測試在標準梳狀板上進行。錫膏回流后在高濕度（90–95%RH）和28–32°C下進行168h的測試。通過在梳狀結構兩端施加100 V的電勢可以測量出對應電阻。結果發(fā)現(xiàn)焊點的樹脂絕緣層的平均SIR為2.58×10^13Ω，要高于普通SAC305的SIR。這表明普通SAC305錫膏的助焊劑殘留物相對較多，這使得焊點更易受腐蝕，而環(huán)氧樹脂可以更大限度地保護焊點，減少了因潮濕而引起的焊點失效。
福英達錫膏
為了滿足市場對高可靠性能焊點的需求，深圳福英達自主研發(fā)了環(huán)氧基錫膏產品。福英達環(huán)氧錫膏焊后形成的焊點強度高，導電性能優(yōu)秀，且固化后的環(huán)氧樹脂能有效保護焊點免收外力和腐蝕影響。
參考文獻
Sharma, A., Jang, Y.J., Kim, J.B. & Jung, J.P. (2017). Thermal cycling, shear and insulating characteristics of epoxy embedded Sn-3.0Ag-0.5Cu (SAC305) solder paste for automotive applications. Journal of Alloys and Compounds, vol.704, pp. 795-803.
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