“現(xiàn)在人類對環(huán)境保護(hù)越來越重視，尤其是在醫(yī)療電子設(shè)備中，合金焊料的無鉛化和質(zhì)量的要求越來越高，無鉛、無鹵、無毒焊料的應(yīng)用已經(jīng)成為醫(yī)療電子組裝面臨的關(guān)鍵問題。”在日前召開的第三屆中國國際美國銦泰科技公司副總裁李寧成博士針對醫(yī)療電子產(chǎn)業(yè)板級組裝中焊料相關(guān)的問題進(jìn)行了詳細(xì)分析。">醫(yī)療電子技術(shù)大會(CMET2010)上，美國銦泰科技公司副總裁李寧成博士針對醫(yī)療電子產(chǎn)業(yè)板級組裝中焊料相關(guān)的問題進(jìn)行了詳細(xì)分析。

    李寧成博士介紹，在醫(yī)療電子組裝中，焊料技術(shù)的發(fā)展面臨著解決以下問題：無鉛無鹵工藝、元器件微型化、更好的沉積、更快的配給、封閉式印刷頭的兼容性、更好的殘留物清潔度、降低成本、更快的印刷速度、低銀SAC合金、低熔點(diǎn)合金、較低的缺陷率、高等可靠性等等。

    以對業(yè)界影響最大的無鉛趨勢為例，在剛剛?cè)霟o鉛時代的時候，無鉛焊料主要是以錫銅為主，這是因?yàn)殄a銅的柔軟性比較好、比較耐摔，而且成本相對較低。但是隨著微型化裝配技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，錫銅焊料所需的焊接問題造成了許多問題，于是無鉛焊料開始向低溫方向發(fā)展，開始出現(xiàn)了摻雜Bi, In, Zn甚至金、銀元素的低溫合金，如57Bi42Sn1Ag的熔點(diǎn)為138-140度。低溫焊料可以減少焊接過程中對線路板的內(nèi)部破壞，從而提高產(chǎn)品的可靠性。但由于成本等方面的考慮，目前無鉛焊料仍未出現(xiàn)獲得業(yè)界普遍認(rèn)可的規(guī)范，但是其中含Bi的材料在低熔點(diǎn)上看起來潛力最大。

低溫合金成為降低焊接破壞的有效手段

    在微型化裝配中，焊料還面臨著微型化組裝的精度問題、以及微型器件與較大器件的共同組裝問題、潤濕平衡性以及焊點(diǎn)可靠性問題等等。

    電子產(chǎn)品的可靠性取決于很多因素，如可制造性的設(shè)計(jì)、高質(zhì)量元器件，可以承受沖擊、振動和熱循環(huán)的PCB與配件等等，其中焊點(diǎn)一直被認(rèn)為是最薄弱的環(huán)節(jié)，因此無鉛焊點(diǎn)的可靠性也成為業(yè)界最為關(guān)注的話題。在CMET2010的工作坊中，李寧成博士提出了多種增加焊料潤濕以及通過緩慢潤濕增加生產(chǎn)良率的技術(shù)。李博士介紹，通過采用熔點(diǎn)不同的非單一合金，可以達(dá)到在一定溫度時焊料一部分是液態(tài)一部分是固態(tài)的狀態(tài)，從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)緩慢潤濕、增加產(chǎn)品良率的目的。

不同焊料的熔點(diǎn)曲線決定了其潤濕速度

    助焊劑的抗氧化性提高焊點(diǎn)可靠性的關(guān)鍵因素，李寧成博士介紹，可以通過在焊接過程中保持一定時間的預(yù)熱來檢測助焊劑的抗氧化能力，比如在保持在200攝氏度60秒，在60秒之后將旱球放至焊點(diǎn)，此時通過對旱球狀態(tài)的觀察就可以判斷出助焊劑的抗氧化能力，測試的時間和溫度也可以根據(jù)具體材料與應(yīng)用進(jìn)行調(diào)節(jié)。

助焊劑的抗氧化性測試