微量元素锗对无铅焊料的影响及实际应用研究

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1、2013秋季国际PCB技术／信息论坛表面处理与涂覆SurfaceTreatmentandCoating微量元素锗对无铅焊料的影响及实际应用研究PaperCode：A-102黄晓东张杰威陈黎阳乔书晓(广州兴森快捷电路科技有限公司，广东广州510063)摘要近年来，热风整平无铅焊料作为一种无铅化的表面处理方式，因其低廉的加工成本及较好的表面润湿性而受到很多PCB生产厂家的青睐。同时，无铅焊料在应用过程中也暴露了诸多的问题，比如无热风整平无铅焊料产品在下游客户端做回流焊接工艺时，经过一两次的高温回流后，锡面会出现一定程度

2、的发黄现象。本文主要针对此类发黄情况，深入研究探讨了微量元素Ge对无铅焊料的影响以及对发黄改善的机理，通过理论与实践相结合，研究并得出了在热风整平无铅焊料过程中，Ge(锗)浓度的变化规律及其合理的控制方法、以及Ge浓度对无铅焊料性能的具体影响情况。关键词热风整平无铅焊料；锗浓度；回流焊中图分类号：TN41文献标识码：A文章编号：1009—0096(2013)增刊一0217—08Influenceoftraceelementgeonlead—free_ll·-l■●J●solderandDracticalaDDⅡCa

3、tlonHUANGXiao—dongZHANG,lie—weiCHENLi-yangQIAOShu-xiaoAbstractInrecentyears，HASLasasurfacetreatmentoflead—free，favoredbymanyPCBmanufacturersbecauseofitslowcostandgoodsurfaceweRability．Atthesametime，intheapplicationprocess，lead—freesolderalsoexposedmanyproblems

4、，suchaslead—freeHASLproductsinthelowerreachesoftheclienttodothereflowsolderingprocess，after1-2timesofhightemperaturereflow，tinsurfacewillbecomeyellowincertaindegree．Thispapermainlyaimsatthiskindofyellow,in··depthstudyoftheeffectsofGeelementontheregularityoflea

5、d·-freeHASLproductsbecomeyellowafterreflow,throughthecombinationoftheoryandpractice，researchinlead—freeHASLprocess，thechangesofGecontentanditsreasonablecontrolmethods，aswellastheinfuenceofGecontentonthelead-freeHASLproductsbecomeyellowafterreflow．KeyWOrdSLead．

6、FreeHASL；GeContent；Reflow1前言随着电子产品无铅化的快速发展，电子产品的主要基体——PCB的无铅化也迅速提上日程，越来越多的无铅生产流程已逐渐代替常规的有铅流程，热风整平无铅焊料即是兴起的一项无铅化的表面处理方式。．217．表面处理与涂覆SurfaceTreatmentandCoating2013秋季国际PCB技术／信息论坛与其他表面处理方式相比较，热风整平无铅焊料因其较低的加工成本和良好的表面润湿性而受到很多生产厂家的亲睐；同时，热风整平无铅焊料也有其不利的地方，比如其平整度问题、高温加工

7、问题及工艺对员工有健康风险等。此外，作为兴起的一种无铅表面处理工艺，其焊料使用性能方面也会有很多不足之处，导致热风整平无铅焊料产品有很多缺陷，比如，热风整平无铅焊料板在下游客户端做回流焊接工艺时，锡面会出现的发黄现象。本文针对热风整平无铅焊料板经过回流焊后发黄问题着手，从理论与实际出发，深入研究了发黄的机理，以及微量元素Ge对无铅焊料的影响(主要从抗氧化性、可焊性、生产实用性等方面来衡量)、微量元素Ge浓度的变化规律及控制方法，最终得到合理的控制热风整平无铅焊料板过回流焊发黄问题的解决措施。2研究背景热风整平无铅焊

8、料产品(主要配方为Sn、Cu)在过回流焊后常出现锡面发黄现象，客户不仅出于外观不良抱怨，还有对焊接性能的担忧。一般无铅焊接温度峰值在245℃左右，笔者尝试分析其原因机理及其影响度，也尝试在无铅焊料中采用添加微量元素Ge解决该问题。2．1原因分析2．1．1缺陷模拟实验针对发黄问题板，尝试用酒精清洗，以考察是否有机污染导致的发黄问题实验：一组用酒精清洗5rain