该项技术的确立,融合了焊锡材料、功能性的电子零件、基板开发、印刷技术与回流加热(回流焊)方法等技术。本文将就功率器件安装中要求的焊锡膏性能和开发过程,广州SMT贴片加工厂众焱电子将接着《助焊剂残渣洗净性优异的无铅焊锡膏的开发》中的内容进行介绍分析。
四、确保洗净性
开发功率器件用焊锡膏的大前提,是焊锡膏应具有助焊剂残渣洗净性。为此,开发时首先要选定洗净性优异的材料。
助焊剂残渣的洗净大致分为洗净工程、冲洗工程和干燥工程三个阶段。用洗净溶剂洗净,冲洗、干燥的方式最为流行。
洗净工程中使用的洗净溶剂,一般为氢氟醚系溶剂和乙二醇醚系溶剂等。
为确保洗净溶剂的充分洗净性,本研究从车载关联制造商使用的数种洗净溶剂入手,对在这些溶剂中溶解性良好的材料实施了调查。在讨论中发现,约占助焊剂基本成分一半的松香,其添加量的多少对洗净性可能会产生比较大的影响。因此,本研究进行了包括因热产生的氧化老化等因素在内的洗净性确认试验,对洗净条件也进行了精确调查。结果确认:不匀称松香(歧化松香)和加氢松香等品种,在加热时不会发生氧化老化,且性能稳定,具有优异的洗净性。
本研究采用选定洗净性优异的材料,对焊接时的间隙改善和助焊剂飞溅的改善做了讨论。
五、间隙的改善
焊锡中产生的气泡在加热过程中会缓慢变大。例如,在易产生间隙的银电极焊接中,会出现占银电极一半以上面积的气泡类似物。在功率器件的安装中,为了缓和动作时的发热,减小间隙,应该确保电极基板的放热特性,这一点非常重要。
间隙产生的主要原因包括几个复合因素,特别是溶剂的挥发,与金属反应生成的水,以及在焊锡结合部位残存的气泡,都是间隙产生的主要原因。
因此,减少气泡产生量和抑制(分散)气泡成长,是改善气泡发生的两个有效手段,以下将对其分别进行讨论。
1、减少气泡的产生
本文从抑制溶剂的挥发和减少与金属反应生成的水两方面做了讨论。
首先,讨论了对溶剂挥发的抑制。当使用低于焊锡熔点(220℃)的挥发性溶剂时,很容易想象得到,在焊锡熔融时,焊锡中会产生很多气泡。因此,选定沸点远高于焊锡熔点的溶剂,就可以减少气泡的产生。
2、减少水的生成
由于是在清洗还原氧化的金属表面时生成了水,因此,本研究采取减少活性剂用量和抑制金属氧化两种方法,并对这两种方法进行了讨论。
3、减少活性剂的方法
本研究调查结果显示:不同的电极材质,其有效活性温度也各不相同,为此,通过有效组合活性剂,可能会降低活性剂必要的最低限量。
4、抑制金属氧化的方法
最重要的是防止回流焊工程中的金属氧化,以及防止被还原金属后的干净金属由活性剂引起的再次被氧化。在精心调查各种氧化防止剂后,本研究确认:二唑系的氧化防止剂最为有效。
从以上讨论来看,将高沸点溶剂与抑制水生成两种方法相结合,有可能大幅减少焊锡中气泡的产生。
调查结果表明:在抑制(分散)气泡成长的两种方法中,最有效的方法是在气泡成长前就使其分散开,并在助焊剂内,拼用具有表面活性的最佳溶剂。利用此办法,使气泡无法成长,与助焊剂一起被排出到焊锡外。未完待续…
剩下的论述将继续在《助焊剂残渣洗净性优异的无铅焊锡膏的开发(四)》中进行介绍分析。