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元器件镀金引线/焊端除金搪锡终结篇

2018-12-03  495673011

前言

现在,随着技术的发展,这个问题也终于有了一个完美的结局。为此特作“元器件镀金引线/焊端除金搪锡终结篇”,为这一题目结题。

需要强调的是,电子装联铅锡合金软钎焊焊接中涉及金镀层需要在焊接前除金的包括元器件引线/焊端金镀层和PCB焊盘表面金镀层的除金处理,本文仅仅论述元器件镀金引脚“除金”。

一.问题提出

关于元器件镀金引脚的所谓“除金”标准。这更是长期困惑着工艺人员、操作者!

金是具有极好的抗腐蚀性和抗化学性,因此电子元器件,特别是接插件,引脚镀金是电装中常遇到的,是否一遇到镀金的引脚就要按照这些标准除金后再焊接?如何除?怎样操作?

所谓除金,就是在锡锅中将镀金引出端子进行搪锡。搪锡去金工艺对于插装元器件、导线和各种接线端子容易实现,但对于表面贴装元器件,由于其引线间距窄而薄,容易变形失去共面性,搪锡除金处理几乎是不可能的,硬要强行操作只能造成批量报废!

我从事了本单位一开始就有的航天产品电装总工艺师,历经了连续二十多年的航天工艺工作,从未要求“除金”操作(包括其它非航天电子设备),设备的性能、可靠性也从没有因不除金而产生焊接故障,因此,“实践才是检验真理的标准”。

鉴于此,从实践和可操作性出发,在充分听取业界专家、技术人员意见基础上,我主编的GJB/Z164《印制电路组件装焊工艺技术指南》中,不一概要求“除金”了,为长期困惑工艺和操作者们的这条“紧箍咒”松了绑!对“除金”问题进行了有条件的操作:

a.当元器件引出脚或引出端是镀金时,其金镀层小于1.3μm的,采用手工焊接时,不需要除金。

b.当元器件引脚的镀金层(金)含量与被焊端子焊料之比小于2%时,这时的镀金引脚对焊接是有利的,不需要引脚除金。

二.剖析答疑

1.“金脆化”所造成的焊点不可靠案例

1)金脆化引起的焊接不可靠现象

2)镀金天线簧片金脆化

某镀金天线簧片广泛应用于通信终端产品中,采用再流焊接将其焊在PCB上,如图2所示。

镀金天线簧片在再流焊接后轻轻一碰就掉,焊接面发现存在明显的不润湿或反润湿现象,断裂界面呈现出典型的脆性断裂失效特征,如图3和图4所示。

用X-Ray检测镀金天线簧片的焊接处空洞很多,不良率6%,有时竟能高达50%。优化再流焊曲线后仍没有好转。对焊点进行金相切片分析,其焊点切片和切面金相图如图3和图4所示。

对焊点进行纵向断面金相切片如图5所示,簧片弯曲部裂缝非常明显。

图6可见,发生在PCB焊盘一侧以及簧片侧的两个焊接接结合界面存在较明显的差异。

用EDS分析,焊缝的中部和簧片界面附近等的EDS元素分布如图7、图8所示。

按照焊点可靠性要求,焊缝焊料中的金限制浓度应小于3wt%。由此可以判定失效的原因是由于焊缝焊料中的金元素浓度过高而导致接点抗剪强度退化,最终引发“金脆断裂”。

3)航天产品金脆化案例

上个世纪八十年代,航天五院某所在一个产品故障分析中,出现了“金脆”问题,当时谁都没有意识到是镀金引线没有除金,经过国家权威部门失效机理分析中心的科学检测,发现正是由于镀金引线没有除金,焊接后焊点产生金脆现象,产品出现严重的质量问题。该现象引起了人们的重视,随后在航天系统内部提出镀金引线在焊接前要进行搪锡处理问题。

近年来,除金问题在航天以及其他军工产品等需要高可靠焊接的产品上被越来越多的提出来。

航天二院706所的试验证明,如果镀金焊端和引线不进行去金搪锡处理就直接进行焊接,必将产生AuSn4,导致焊点金脆化。

长春光机所工艺人员在项目管理中遇到了多起“金脆”焊点开裂失效问题,如图9所示。经过归零分析,认为带有加速度的振动条件是金脆焊点失效的最大的外部条件,此外,冷热温差大的启动环境也会加大失效发生的可能性。

因金脆化引起的焊接不可靠,我们对它都有个认识过程;由于种种原因,我们个体人员可能在自己的工作中并没有遇到或者没有认识到金脆化引起的焊接不可靠的存在,但不能由此而否定它的存在,从而采取错误的步骤而导致严重的后果。

2.什么是“金脆化”?

金是一种优越的抗腐蚀性材料,它具有化学稳定性高、不易氧化、焊接性好,耐磨、导电性好、接触电阻小,金镀层是抗氧化性很强的镀层,与焊料有很好的润湿性等优点。但在需要软钎接的部位上有了金却是有害的,会产生“金脆化”。

什么是“金脆化”?

所谓“金脆化”,就是指在涂有金涂敷层的表面钎焊时,金向焊料的锡中迅速扩散,形成脆性的金-锡化合物,如AuSn4。在这种化合物中,当金的含量达到3%时,焊点会明显地表现出脆性,而且使焊点产生虚焊,失去光亮,呈多颗粒状。据有的文献称,这种扩散过程只有0.08秒就能发生。因此,现在凡是需要锡焊的表面都不允许镀金。

3.“金脆化”产生场合

1)焊点钎料中混入杂质金属金

金在熔融状态的锡铅合金中属于一种可溶金属,而且溶解速度很快。在手工焊、波峰焊和再流焊等焊接过程中焊点钎料中混入杂质金属金后,一旦含量达3%(wt)焊点将明显出现脆性而变得不可靠。

目前业界对Au-Sn焊点上的金总体积不应超过现有焊料体积的1.4%(即质量的3%)所对应的金镀层的厚度的认识尚不统一。长春光机所工艺人员认为:“这种含量对应的金层厚度约为0.75μm”;2000年以后IPC-2221A-2003,GJB362B-2009,IPC-6012C-2010,QJ3103A-2011和QJ831B-2011规定为0.45μm;而GB/T19247.1(按IEC61191-1)规定为不应超过0.15μm。

2)直接焊接金镀层

在直接焊接金镀层时,锡/铅合金对金镀层产生强烈的溶解作用,金镀层与焊料中的锡金属结合生成金锡合金,使结合部的性能变脆,机械强度下降,影响电气连接的可靠性。

3)维修

使用金镀层的表面所产生的焊点存在修理时再次焊接困难、受振动时容易产生疲劳断裂和容易向焊料的锡中扩散而产生“金脆化”。

4)镀金厚度的影响

(1)镀金层厚度小于1.27µm时,容易产生针孔,不能满足可焊性要求;而且由于这种镀金层是厚度极薄、附着力差的多孔性镀金层,空气中的氧能够很容易的深入到底层金属表面,对基体金属产生锈蚀作用。一旦用能够熔掉金的锡-铅焊料焊接这种表面时,金镀层完全被溶解到焊料去,从而使已经锈蚀了的底层基体金属表面直接暴露在焊料中,从而导致反润湿甚至不润湿现象。

(2)镀金厚度在1.27µm时,能在2秒时间内溶于低熔点的锡-铅焊料中。

(3)当镀金厚度大于1.27µm时,有足够的金元素向焊料中扩散而产生脆性。

5)搪锡锡锅焊料中的金含量

当锡锅搪锡时,对锅内焊料应定期更换,当溶于焊料中的金含量达到3%时,也会引起金脆。

4.“金脆化”产生机理

以图10所示的Au-Pb-Sn合金相图(176℃等温截面)为例,在含Sn量较多时,焊料中的Sn和Au容易形成针状AuSn4、AuSn2、AuSn等金属间化合物,在含金量较少的情况下,生成的AuSn4为多数;针状的AuSn4为脆性化合物,在测试、应用及试验的环境条件下极易脆断,导致焊接断裂失效。

焊接时,Au与Sn-Pb焊料的相容性非常好,金在熔融状态的Sn-Pb合金中属于一种可熔金属,而且溶解速率很快。

浸析的速度,通常可以用固体金属在焊料中的溶解率来表征。溶解率通常是用一根规定直径的导线完全溶解在焊料中所需的时间来表示。各种金属在Sn-Pb焊料中的溶解速度见图11。

从图11可以看出,在焊接过程中,最先溶解到焊料中的是金,形成如图10所示的Au-Sn化合物。金在焊料中的熔解率随温度变化,在高温度下,6ms~7ms内,金的熔解和Au-Sn化合物的形成过程就可以结束。在直接焊接金镀层时,生成的Au-Sn合金层非常薄,当金的含量达到3%时,表面上焊点形成很好,但明显地表现出脆性,埋下隐患。必然带来结合部的性能变脆,力学强度下降,产生“金脆”现象,影响电气连接的可靠性。

按照焊点可靠性要求,焊缝焊料中的金浓度应小于3wt%(限制浓度)。

由此可以判定失效的原因是由于焊缝焊料中的金元素浓度过高而导致接点抗剪强度退化,最终引发“金脆断裂”。

5.镀金引线/焊端的除金规定

美国NASA及美国军标DOD-STD-2000-1B,IPCJ-STD-001DCN和我国QJ3012,QJ3117A及SJ20632都相继作出“在需要钎接部位的金涂敷层,应在钎接之前全部消除,因为这种脆性的金-锡化合物所构成的连接部,是特别不可靠的。因此现在凡是需要锡焊的表面都不允许镀金,原来已有的也必须除去”的规定。

GJB128A、GJB548B、QJ3267和由中国国家国防科工局下达、中国电子科技集团牵头,中国电子科技集团旗下四十多个研究所电子装联工艺人员集体研究制定,得到国家国防科工局、航天科技集团和中兴通信等著名专家认可,通过国家鉴定和验收,并以中国电子科技集团名义下发实施的“电子装联焊接工艺质量控制要求”相继确定镀金引线的搪锡与除金的规定及提出具体实施工艺。

关于镀金引线/焊端不能直接用铅锡合金焊接,必须在焊接前除金的要求最早可以追溯到三十年前:

★1985年3月,欧洲空间局(ESA)在《高可靠性电连接的手工焊接》(ESAPSS-01-708)中提出:“当被焊接在导电图形中的元件与焊接表面镀层不相容时,要避免采用金镀层。在任何情况下都不允许在金镀层上直接进行焊接。”

★1991年3月,ESA在《表面安装和混合工艺印制电路板的高可靠性焊接》(ESAPSS-01-738)中强调:“绝不允许用锡一铅合金去焊黄金。如果陶瓷基片或器件的表面有镀金层或涂金层,则可以采取某种形式的机械打磨去金,以保证更好的焊接性能。”

★2002年桂林电子科大周德俭与吴兆华教授在《表面组装工艺技术》中介绍,金在SnPb焊料中快速溶解,出现金向焊料的扩散溶蚀现象,并与焊料形成脆性的金属间化合物,所以不宜用SnPb焊料焊接金。

在高可靠电子装联元器件焊接中规定必须用铅锡合金焊料,特别是在航天军工行业的生产中,为防止金脆,镀金的引线和接线端子必经过搪锡处理。对镀金表面的处理问题已经明确提出,并作为禁(限)用工艺项目重点关注。国内外的军工行业标准有关镀金表面去金的要求见表1。

6.无须纠结的镀金引线/焊端除金处理

尽管对于镀金引线及焊端在焊接前为了确保焊接质量必须进行除金处理,但实际上镀金引线及焊端需要预先进行除金处理的元器件并不多,主要是电连接器镀金焊杯和个别片式器件的镀金焊端。

根据IPCJ-STD-001D-2005规定,应用波峰焊接的镀金引线无须预先除金。片式元器件焊端的镀覆国内基本上是电镀Sn、SnPb和SnPd合金;国外已经无铅化,焊端是金镀层的元器件已经很少,见表2。

元器件焊端或引脚表面的镀层厚度见表 3

从表3可以看出,表面贴装器件焊端金镀层的厚度是很薄的,一般在0.1~0.5μm。

在Sn-Pb焊料中的熔解曲线也可以看出:当镀金厚度>1.27μm时,才有足够的金元素向焊料中扩散而产生脆性。薄的镀金层能在焊接时迅速熔于焊料中,此时焊料中的锡与镍层形成锡镍共价化合物,使焊点更牢固,少量的金熔于锡中不会引起焊点变脆,金层起保护Ni层不被氧化的作用。Ni作为Cu和金之间的隔离层,防止盘层的孔隙在受潮湿时与Cu层形成微电池而腐蚀Cu。一般认为,少量的金不至于引起金脆,所以对表贴器件一般不采取去金措施。

三.元器件引线/焊端“除金”工艺

1.去金搪锡通用工艺

1)手工智能焊台去金搪锡

使用烙铁进行手工搪锡,搪锡温度一般为260℃~280℃,时间为2s~3s,然后用吸锡绳加热后吸除表面的搪锡层,若表面镀金层大于2.5μm,应再进行一次搪锡处理。

由于镀金层厚度有时很难判断,一般全部按二次搪锡处理;该方法同样适用于连接器焊杯的去金处理。

手工搪锡法,建议使用补温速度快的智能烙铁,以保证足够温度稳定度。

(1)为保证搪锡的质量和器件的安全,搪锡工艺应采用手工焊接工艺参数,并结合元器件生产厂家提供的元器件温度指标。

(2)智能焊台要选用回温速度较快的设备以及合适形状的烙铁头,并配合吸锡绳或吸锡器对器件进行搪锡处理。

(3)搪锡时要注意对器件采取散热措施,防止器件过热,损坏器件。

(4)搪锡步骤

第一步:按照设定温度给器件引线分别施加焊锡;

第二步:使用工具和设备把器件引线上的焊锡去掉。

(5)要求:该工艺要求操作人员具有娴熟的技术和操作技能,充分把握施锡和撤锡的力度,防止损伤引线及引线和器件本体的接触强度。

2)手工锡锅去金搪锡

采用双锡锅浸锡,首先将已涂覆助焊剂的镀金引线在去金专用锡锅中浸2s~3s,温度可略低于手工搪锡温度(较烙铁头有更好的传热效率),去金锡锅中焊料金杂质的含量不得超过1%;之后再将引线浸入普通锡锅中进行二次搪锡,时间与温度与去金锡锅相同,但是焊料的金杂质应严格控制到0.3%以下。操作时,应使用纱布对引线根部进行保护,防止焊料沿引线爬升,损害器件本体,此外,对于玻封二极管等热敏感器件还应进行散热处理。

对于无引线器件,手工锡锅搪锡时必须借助与器件尺寸、封装形式相匹配的专用工装来实现。为避免器件过热并尽量减少对器件的热冲击,搪锡工装应设计成一次搪锡完成,避免四边引线分别搪锡,二次搪锡时要配备两个锡锅,分别在不同的锡锅里进行搪锡处理。

操作过程中也可以借助返修工作站的机械臂,利用其吸嘴上的真空压力把器件固定,控制好高度和时间后把器件放入锡锅进行搪锡处理,该工艺操作简便,难度小,但对器件热冲击性能要求较高。

3)波峰焊去金搪锡

采用小型波峰焊接设备,由于焊锡是连续流动的,因此很容易去除镀金层,但采用此方法时,应对锡槽中的焊料成分进行严格控制,金杂质含量应控制在0.3%以下。

4)返修工作站再流焊去金搪锡

利用返修工作站表面贴装器件镀金引线进行去金搪锡的技术是一种新型的搪锡工艺技术方法,它是通过设置合理的返修工作站温度曲线,在印刷有锡膏的专用搪锡工装上对器件进行搪锡的技术。整个工艺过程包括:

(1)设计专供器件搪锡的印制板;

(2)在专供器件搪锡的印制板上印刷锡膏;

(3)使用返修工作站把器件安装到搪锡工装印有锡膏的焊盘上;

(4)使用设置好的温度曲线对器件进行搪锡处理;

(5)待焊料融化一定时间后在降温前把器件从焊盘上取下;

(6)采用吸锡枪(或吸锡绳)吸除表面焊料;

(7)最后使用返修工作站对器件进行散热处理,从而达到搪锡的目的。

为了能够使无引线镀金表面贴装器件返修工作站搪锡技术正确可靠实施,正式生产前需总结和优化出一条合理的搪锡温度曲线,搪锡完成后再到权威部门进行金相分析,验证器件引线上的金层是否被完全除去,从而确认搪锡温度曲线的合理性。

用返修工作站再流焊搪锡,实际上是“先焊后拆”,通过返修工作站进行再流焊接使表面贴装器件镀金焊端搪上一层Sn-Pb合金,达到镀金焊端“除金”的目的;继而又利用返修工作站的功能,配合自动吸锡枪和吸锡绳把器件从PCB上取下并清除焊端上的残余焊锡。

在用返修工作站再流焊对无引线表面贴装器件镀金焊端进行搪锡工艺中,返修再流焊峰值温度230℃~235℃,要求焊点的升温速率要小于3.0℃/s,整个过程控制在60~80秒之间。

用热风(空气)再流法拆除元器件并清除焊端上的残余焊锡的方法按QJ2940A和IPC-7711B/7721B的相关章节进行。

2.有引线表面贴装器件焊端镀金层搪锡除金工艺

我们从表2和表3可以看出,目前尚有一部分有引线表面贴装器件焊端是镀金的。图13是航天二院提供的引脚中心距为0.5mm的翼型引脚镀金器件(Flash芯片)实物背面照片,一侧已经去金搪锡,另一侧未去金;图14是除金搪锡后的正面实物照片,用的是锡锅加自制工装去金搪锡。

缺点是不易掌握,容易桥接,如图15所示。图16是搪锡后贴片机的识别情况。

2.无引线表面贴装器件焊端镀金层搪锡除金工艺

对于航空航天军品等对环境条件要求比较苛刻且可靠性要求较高的产品来说,若焊接前无引线镀金表面贴装器件(例如LCCC、PQFN等封装器件)不进行搪锡处理,器件引线和Sn-Pb焊料之间有不同程度的金层堆积现象,使得器件和焊料之间容易产生金脆现象,器件和焊料之间的机械强度大大降低,产品很难经受上百次的温度循环试验,可靠性大大降低。

所以高可靠产品中的无引线镀金表面贴装器件必须经过有效、可靠的搪锡处理;若金层厚度大于2.5μm,还需进行二次搪锡,以达到完全除金的目的,满足产品可靠性方面的要求。

对于QFN器件中心的接地焊端,可以采取手工智能焊台进行二次去金搪锡工艺;对于LCCC城堡形器件需要用预热台或锡锅对镀金焊端进行二次去金搪锡处理。

在分别对QFN器件中心的镀金接地焊端和LCCC城堡形器件的镀金焊端进行二次去金处理后,才允许进行焊接。

3.射频电连接器焊杯除金工艺

1)射频电连接器焊杯(中心接触件)镀金规定

GJB681A-2002《射频同轴连接器通用规范》规定:连接器中心接触件应在最薄为1.27μm的镀镍底层上镀金,镀金厚度最薄为1.27μm。

QJ3136-2001《射频同轴电缆组件的制备、装配和安装》对射频电连接器焊杯“除金”处理作了这样的规定:“要除去所有焊接连接部位表面上的金镀层。中心触点除金层和预镀锡可以通过锡锅搪锡或用电烙铁溶化一段Sn63Pb37的焊丝,用焊料熔解金层,然后,再用吸锡绳将焊锡洗去”。

4.低频(多芯)电连接器焊杯除金工艺

4.1电连接器基本情况

1)电连接器镀金焊杯表面镀层分析

接触偶镀层分为镀金层和普通金属镀层。金镀层通常是在Ni表面的镀层。接触偶镀层也有在与导线的焊接连接部分上用金镀层,但镀层厚度不同。

由于镀金接触件具有优良的耐蚀、耐磨性能和低的接触电阻,镀金层对氧几乎不吸附。电连接器接触件表面镀金是防止腐蚀导致接触电阻升高的重要保证。故镀金接触件广泛应用于可靠性要求高的电连接器。

Ni底层厚度及金镀层厚度因电连接器使用场合的不同会有较大的差别:有的电连接器接触偶金镀层厚度在0.4μm至1.0μm之间,而其Ni底层厚度一般在0.8μm至2.5μm之间;有的电连接器接触偶镀金层厚度在0.4~3.5um;而有的电连接器接触偶金镀层厚度为3μm、5μm、10μm、15μm或30μm,而其Ni底层厚度一般为50μm~90μm等等。

高可靠电连接器技术标准中规定:整个接触件镀金层厚度应大于1.27μm,底镀层一般适宜采用Cu或Ni。

电连接器接触偶金镀层厚度存在0.4μm到30μm的巨大差异,而我们电子装联工艺人员既不了解也很难把控,极易给金脆化的产生留下隐患,造成焊接质量失控。

2)电连接器基座绝缘材料的耐热性要求

电连接器焊杯镀金涂层除金的最大担忧是基座的绝缘材料的耐温性和引脚的间距。

电连接器镀金引脚搪锡处理时并没有把电连接器基座的绝缘材料浸没在熔融焊锡中,热量是通过电连接器的引脚传递到电连接器基座的绝缘材料的,如果该电连接器基座的绝缘材料连这一点温度都承受不了,那么如何能满足进行波峰焊和再流焊的要求?

绝缘体材料必须具有优良的电气性能和作为结构件所需的机械性能。材料的耐热、耐湿、耐振动、耐冲击和尺寸稳定性指标很重要。

军品,尤其是航天产品对电连接器的绝缘材料有着十分严格的要求:由于受温度冲击的影响,航天电连接器绝缘体一般均不选用PVC(聚氯乙烯)塑料,更不允许选用再生塑料。

常选用钛酸乙二烯模压化合物(DAP)、增强玻璃纤维热塑性聚酯树脂、增强玻璃纤维聚苯硫化物(PPS)和聚四氟乙烯(PTFE)制作绝缘体。

军用电连接器选择的条件是:电连接器基座的绝缘材料的耐热性必须符合GJB3243的要求,即元器件应能承受在260℃的熔融焊锡中浸没10s,要能进行波峰焊和再流焊。

造成电连接器绝缘材料变形的主要原因:

★电连接器基座绝缘材料的耐热性不符合要求;

★元器件引线搪锡工艺规范中的搪锡温度及时间设置和控制不当;

★没有采取必要的散热措施;

★引线或焊端的可焊性差,操作人员违规操作,延长搪锡时间和提高搪锡温度,致使高温扩散到电连接器的绝缘材料,造成绝缘材料变形。

4.2多芯电缆组件电连接器组装焊接适用标准

多芯电缆组件电连接器组装焊接应使用QJ603A-2006《电缆组装件制作通用技术要求》。

1)电缆连接器端子的搪锡应符合QJ3267的规定。

2)导线、电缆与电连接器端子的手工焊接应符合QJ3117A的规定。

4.3电连接器镀金引线搪锡处理的适用标准

对高密度电连接器镀金引线搪锡处理的工艺方法日趋完善:GJB128A、GJB548B作了明确规定,QJ3267规定了电连接器焊杯搪锡的工艺流程、操作要求和质量判据。

4.4镀金引线的搪锡与除金的规定及工艺流程

1)规定

(1)一般不应在镀金层上直接进行焊接。若表面镀金层厚度小于2.5μm,可进行一次搪锡处理,否则应二次搪锡处理以达到除金的目的。

(2)镀金引线用锡锅搪锡时,第一次应在专用镀金锡锅里搪锡,如果需要第二次搪锡,则应在锡铅锡锅里搪锡。两次搪锡分别在两个锡锅中进行,第二次搪锡要待电子元器件冷却后再进行。第一次搪锡的锡锅不可用于非镀金引线的搪锡,锡锅中的焊锡应经常更换。

(3)镀金引线的搪锡一般仅局限于焊接部位的线段,如图18所示。

2)搪锡工艺流程

电连接器焊杯搪锡工艺流程见图19。

(1)搪锡前外观检查

按电子元器件配套表清点电连接器数量,凡不符合下述要求的电连接器应予以更换,并报告有关人员进行分析,具体检查要求如下:

①电连接器型号、规格、标志应清晰,外观应无损伤、无刻痕、安装零部件应无缺损;

②电连接器焊杯、焊针应无扭曲、无刻痕、无锈蚀、无内缩、无偏心等现象;

③电连接器焊杯、焊针的可焊性应良好。

(2)搪锡前电连接器焊杯清洗

搪锡前,应用浸有无水乙醇或异丙醇的无尘纸或医用脱脂棉纱擦洗电连接器的焊杯,应无沾污物等。

(3)电连接器焊杯搪锡

①用于焊接导线的电连接器焊杯搪锡

a)用于焊接导线的电连接器焊杯一般采用电烙铁搪锡,搪锡时要求焊杯应呈水平状态或略向下倾斜,焊料应润湿焊杯的整个内侧,至少填满焊杯的75%空间,不允许焊料溢出焊杯和流入外层,如图20、图21所示。

b)用于焊接导线的电连接器焊杯电烙铁搪锡温度及时间见表4。

c)电连接器焊杯的搪锡次数最多不得超过三次。

②用于印制电路板上的针式电连接器可用锡锅进行搪锡,搪锡时电连接器

本体垂直向下,搪锡部位。

③镀金电连接器焊杯的搪锡与除金

a)焊杯表面若镀金层厚度小于2.5μm,可进行一次搪锡处理,否则应二次搪锡处理以达到除金的目的。

b)有热保护要求的电连接器焊杯搪锡时,应用浸有微量无水乙醇的无尘纸或医用脱脂棉对根部绝缘体进行搪锡过热保护。

(4)清洗

搪锡后要用浸有微量无水乙醇或异丙醇的无尘纸或医用脱脂棉擦洗干净电连接器的焊杯、焊针及根部。

4.5电连接器焊端/焊杯的镀覆技术的改进

1)局部电镀-焊杯镀锡

为确保焊接可靠性,对电连接器接触偶镀金焊杯进行搪锡是必须的;然而电连接器接触偶并非整体全部镀金。在电子产品中,电连接器接触偶镀层电镀通常有三种类型:完全电镀,局部电镀和双重电镀。出于对成本的考虑一般采用局部电镀或双重电镀,见图23。

电连接器的接触偶采取分段电镀工艺,即镀金层用于接触偶的插接部分,而接触偶的与导线的焊接连接部分则进行镀锡处理;无论是插接部分的镀金和焊接部分的镀锡,在镀金或镀锡处理前均需进行镀Ni处理,即双重电镀。

4.6应用选择型波峰焊工艺焊接电连接器

当印制电路板相匹配的微矩形连接器镀金引线应用选择型波峰焊接时,由于波峰焊本身是动态焊料波,又是两次焊接(第一次是紊乱波等,第二波为宽平波),因此不需要预先除金。为了提高焊接的可靠性,最大限度的避免因电连接器搪锡处理不当带来的隐患,推荐选择性波峰焊接技术来焊接PCBA的电连接器镀金接触件。

在PCBA的SMT工艺中普遍采用以回流焊为主要焊接手段,以手工焊接为辅助焊接手段的工艺;PCBA上的电连接器传统的焊接方法是使用电烙铁单点焊接,不仅速度慢,金属化孔透锡率低,焊接质量差,尤其高密度电连接器焊接十分困难。使用选择性波峰焊接技术来焊接PCBA的电连接器可以提高金属化孔透锡率,提高电连接器的焊接质量。

带有选择性波峰焊接功能的通孔插装元器件维修工作站主要应用于电连接器的焊接和拆卸,尤其适合于单套小批次的产品。

当电连接器需要从PCB上拆下来时,传统的方法是使用电烙铁和手动/自动吸锡枪,例如使用HAKKO-475等,虽然吸力很大,但单点吸锡,多次吸锡,速度慢,容易损坏焊盘。

以瑞士ZEVAC通孔插装元器件维修工作站为例,选择性波峰焊接可以一次性把电连接器所有引脚从PCB上拆卸下来,同时把金属化孔内和焊盘上的锡渣吸干净,省略了电连接器拆卸下来后清理焊盘和金属化孔工序。

四.先进除金搪锡设备及工艺介绍

随着人们对锡焊过程中金脆化危害性认识的日趋加深,通孔插装元器件或表面贴装元器件引脚/焊端镀金层的去金搪锡始终是国内外电子装联SMT业界高度关注的关键技术之一;并不是只有中国航天部门才重视通孔插装元器件或表面贴装元器件引脚/焊端镀金层去金搪锡,也就是说,通孔插装元器件或者表面贴装元器件引脚/焊端镀金层的去金搪锡属于世界性的为确保焊接可靠性的技术问题。

当我们相当多业内人士,包括一些电子装联的资深人士,尚对去金搪锡的必要性和重要性严重认识不足,当我们不少业内人士还在苦苦探索各种简单易行的去金搪锡工艺的时候,当我们刚刚从意念中提出“喷流焊”去金搪锡设备和工艺的时候,国外发达工业国家,例如美国早已捷足先登,成功应用“喷流焊”去金搪锡工艺,并把去金搪锡和无铅/有铅转换集成在同一台设备上,把去金搪锡元器件的范围扩展到包括所有通孔和SMT元件的引脚!在这一领域我们又不知要落后美国多少年!

1.MLTS-200多功能去金搪锡设备

通孔插装元器件的管脚和表面贴装元器件的管脚,在生产过程中都要去除管脚上的镀金层,以及把管脚上的无铅镀层转换为有铅镀层,解决管脚上的氧化层和锡须等问题。

美国ACE公司推出“侧向波峰”喷嘴+高纯氮气搪锡工艺解决QFP器件的手工去金搪锡。该搪锡工艺利用侧向波峰喷嘴产生的瀑布式波峰洗涮掉原有镀层,同时通过手工控制搪锡过程中的撤离速度来消除桥联和过量的搪锡厚度。MLTS-200是全功能镀锡去金设备,集成了助焊剂涂敷功能、沉浸式镀锡系统和专利的瀑布式去金、镀锡系统,可满足各类PHT和QFP等元器件的管脚镀锡去金工艺,0.3mm间距IC,无桥连缺陷。

2.全自动器件引脚除金搪锡设备系统


3.LTS300锡铅焊料引脚搪锡系统

“锡铅焊料引脚搪锡系统,用于所有通孔、SMT和QFP元件引脚的重新处理,以达到RoHS和Hi-Rel标准的要求”。

1)主要功能

(1)修复被氧化引脚:去除引脚表面的氧化层/镀层,并用熔化的Sn/Pb焊料重新搪锡。

(2)引脚去金:将元件引脚浸沾在熔化的Sn/Pb焊料中,通过“溶解”的方式,去除元件引脚中的金成份。

(3)减少锡须现象:用熔化合金替代镀锡。

(4)将RoHS(无铅元件)转为Sn/Pb(有铅元件)。

(5)将Sn/Pb(有铅元件)转为RoHS(无铅元件)。

(6)提高器件的可焊性:搪锡之后的器件满足IPC/EIAJ-STD-001(IPC电气与电子组装件焊接要求)和ANSI-GEIA-STD-0006(美国电子工业标准-使用搪锡替代电子元件电镀的要求)规范的要求。

(7)清理BGA元件:去除BGA元件上的多余焊料,无需吸锡编带或其它除锡器。

2)三种搪锡工艺在一台设备上实现

(1)通孔元件的搪锡工艺。

(2)Chips、LCC、QFN元件的搪锡工艺。

(3)QFP元件的搪锡工艺。

3)标准特性

(1)2个动态平波加热锡锅(有铅或无铅);

(2)用于通孔工艺的平滑波喷嘴和用于QFP工艺的瀑布形喷嘴;

(3)独立的PID温度控制系统;

(4)具有氮气保护功能;

(5)浸锡前自动清除焊渣;

(6)动态助焊剂槽,便于助焊剂的更换;

(7)强制热风预热,采用PID温度控制;

(8)水清洗和干燥工作站;

(9)可更换多种工装制具和QFP真空吸嘴;

(10)QFP送料传输机构和定位仓;

(11)电脑和LCD显示器;

(12)ACE公司的KISS操作软件,提供无限的工艺数据库;

(13)可定时启动;

(14)快速程序切换;

(15)日志和示教编程;

(16)适合连接器(最长5“)、轴向元件、径向元件、DIPs,SIPs,QFPs, LCCs等不同器件的托盘工装托盘可选。

4)LTS300加工站

5)LTS300设备进行“搪锡”工艺的元件实例

(1)各类通孔(T/H)元件及“通孔元件”的搪锡工艺

(2)SMT芯片、LCC、SO元件及“Drag”搪锡工艺

(3)QFP元件(引脚间距最小0.3mm)及“QFP”搪锡工艺

6)通孔元件的搪锡工艺—“平波喷嘴”

系统工作时需要定位工装配套使用,在加工过程中利用工装将元件固定。通过程序控制自动运行完成搪锡过程。首先,工装带着元件移动至助焊剂工作站,浸沾助焊剂后对元件进行必要的预热;然后进入清除镀层锡锅,去除已有涂层。当元件引脚浸清除镀层锡锅中时,工装带动元件进行由锡锅的一侧向另一侧的反复移动过程,产生的“涮洗”的动作,有助于将需要去除的镀层溶解到净化锡锅中。完成后,托盘回到助焊剂工作站,再次让引脚浸沾助焊剂后,进入搪锡锡锅,开始进行最终的搪锡作业。

7)Chips、LCCs和MELFs的“Drag”搪锡工艺—“瀑布形波峰喷嘴”

如果使用通孔元件的浸焊工艺对此类元件进行搪锡作业,由于表面张力的作用会使得引脚上残留过多的焊料。而利用平波“Drag”工艺,能够有效地完成此类元件的搪锡工作。当元件贴着波峰在通过、离开时,a焊料向下移动的动作会将吸附在引脚上的多余焊料带走,使得拖焊后LCC上的焊盘共面性和芯片接头尺寸满足各种工艺的要求。在“Drag”工艺中,也会用到两个锡锅。

8)精密引脚间距QFP的搪锡工艺—“侧向波峰喷嘴”

QFP元件通过滑块QFP定位系统移动到拾取位置。真空吸嘴(VPH)下降将元件拾起。在元件引脚的各个面上涂覆助焊剂。然后进行一定的预热,使助焊剂活化。接下来各面引脚依次在“侧向波峰”焊料中浸没,通过溶解的方式去除原有镀层,然后再次浸沾助焊剂,再将引脚浸没在焊料中,通过旋转的方式退出焊料,形成搪锡作业。然后在高温的DI水中完成清洗,以去除残留的助焊剂,再在PH工作站上烘干。完成后,元件会被放回拾取位置的定位底座上,通过滑块返回操作员处。

9)QFP的真空吸嘴

便于更换的真空吸嘴,可根据QFP元件的尺寸进行更换,应当根据器件尺寸,选择能够实现最大覆盖面积的吸嘴。

4.深圳艾贝特电子科技有限公司洗金搪锡设备

五.镀金PCB焊接中产生的金脆化案例

“除金”问题不但涉及到元器件,也涉及到电路板。

在PCB焊接中,大量的元器件的引线和焊端的镀层都不镀金,但如果PCB焊盘表面是镀金的,也同样会产生金脆化现象。

例如,PCB焊盘表面的镀层是化学镀Ni-Au(ENIG)会怎么样?

1.试验证明:当PBGA在化学镀镍/金焊盘表面贴装并按常规再流焊接后,再在150℃温度下烘烤2周后进行第二次再流焊接也将产生AuSn4,并进入焊点,从而产生金脆化。

图43(a)表示刚再流焊后的试样,在焊料和PCB基板焊盘界面仅有一层薄的Ni3Sn4层,在焊料中有AuSn4颗粒;

图43(b)表示经过烘烤的试样,Ni3Sn4层长大,AuSn4从焊料内部向焊料和PCB基板的界面迁移。由于金属间化合物中Au和Sn的比为1:4,所以即使很少量的Au也会生成较厚的AuSn4。

图43(c)表示经过烘烤再进行再流焊的试样焊点,AuSn4化合物从界面溶解进入焊点。

2.试验证明:PBGA组件在150℃老化两周后的金脆,表明主裂纹在Au-Sn化合物和Ni-Sn化合物间扩展,裂纹穿过了Ni3Sn4和Ni(P)+层,如图44(a)所示。

图44(a)(b)所示为PBGA一侧的SEM图。图中亮的区域为AuSn4化合物,暗的区域为Ni3Sn4化合物,亮的斑点为富Pb焊料。

图44(c)(d)所示为PCB一侧的SEM图。图中亮的区域为Ni3Sn4化合物,暗的区域为Ni-P,亮的斑点为富Pb焊料。

老化后PBGA组装件的断裂位置如图44所示,其断裂方式与上两种不同,它是在界面处的分层断裂而不是焊料的脆性断裂。

这些镀金的PCB焊盘都存在金镀层是否需要“除金”,应该引起我们的高度重视。

六.镀金引线除金的争议

1.“镀金引线的除金处理”事关大局

目前业界个别人对镀金引线的除金处理的必要性和可行性颇有微词。

中国工程物理研究院电子工程研究所董义和尹桂荣两位工艺人员在《板级装配中电子元器件镀金引线处理》一文中指出:“目前国内电子行业中对镀金引线的“去金”要求执行很差,争议也很大。有些工艺人员甚至不知道有镀金引线的“去金”要求。有些单位也从未组织过相关问题的讨论,在工艺文件中也没有“去金”工艺要求。行业内对“金脆”的认识肤浅,相关的“去金”工艺要求更加薄弱,总以为数十年的产品并没有“去金”要求,焊点的质量也没有出过问题。有的工艺人员认为自己搞了几十年,也并没有遇见过“金脆””。

航天二院706研究所张永忠研究员说:“很多单位因为间距太密认为去金没有必要,其实这是个误区,实际上是把必要性和可行性混杂了”。

航天产品和民用手机由于“金脆”暴露的巨大隐患给工艺人员敲响了警钟。为了满足广大电路设计人员和电装工艺人员的需求,笔者在航天五院和航天九院的协助下对此进行了长达4年的专题研究和分析,依据现有试验数据和国内外标准详细研究了镀金引线的除金处理方法。

实施“镀金引线的除金处理”绝非小事;航天五院总工艺师范燕平曾与我通电话,说到中国电科某研究所一位已经退休的工艺人员发表一篇题为《试论电子装联禁(限)用工艺的应用》论文,文章中否认“元器件镀金引线/焊端除金处理”的必要性和可行性,问我知不知道此事,我说知道。

范总说该文几经转载流传国外,对我国航天/航空等高可靠电子产品的可靠性提出了质疑,造成了工作上的被动局面,也对国内电子装联技术业界起到了误导作用。

我对范总说,针对《试论电子装联禁(限)用工艺的应用》中的错误观点,我从2011年11月起陆续在百度文库和深圳《现代表面贴装咨询》发表了《再论镀金引线除金处理的必要性与可行性》《三论电子元器件镀金引线的“除金”处理》等三篇论文,受到高度关注,浏览者众多,下载者踊跃;为了满足广大业内朋友的要求,笔者在2013年第七届中国SMT高端论坛上发表了《SMD与HDI电连接器镀金引线/焊杯去金处理》论文,对五年来有关“除金”问题的争论进行全面的总结。

禁限用工艺的实施事关高可靠电子产品的可靠性。范总对我说,他已电告该所质量处长,强调必须坚持禁限用工艺规定的要求,镀金引线/焊端在用铅锡合金焊接前必须按要求进行“除金”处理。

2.对GJB/Z163《印制电路组件装焊工艺技术指南》第4.1.5条“关于镀金引脚器件的处理要求”的剖析

业界内有人对元器件镀金引脚“除金”处理的必要性提出质疑,并以元器件镀金引脚“除金”的难度为由否定元器件镀金引脚“除金”处理的必要性。

有人反复提到所谓“已经得到业界专家、从业人员、学者的广泛认可”的新的国军标“对元器件镀金引脚给出的有条件进行除金要求”。这个“新”的国军标就是“GJB/Z163《印制电路组件装焊工艺技术指南》”。

禁止在镀金引线/焊端进行锡铅合金焊接是禁限用工艺的重要内容。

GJB/Z163-2012第4.1.5条“关于镀金引脚器件的处理要求”规定:

1)“当元器件引脚或引出端是镀金时,其金的镀层小于1.3μm的,采用手工焊接时,不需要除金”。

“当元器件引脚处的金含量小于3%时,不需要引脚除金”。

第一句话“当元器件引脚或引出端是镀金时,其金的镀层小于1.3μm

的,采用手工焊接时,不需要除金”的规定是不正确的:

(1)无论设计人员、工艺人员和操作人员都很难掌握元器件引脚或引出端

金镀层的厚度;

(2)当镀金引线(包括与印制电路板相匹配的微矩形连接器)应用于波峰焊接时(包括选择型波峰焊接),由于波峰焊本身是动态焊料波,又是两次焊接(第一次是紊乱波等,第二波为宽平波),因此不需要预先除金,(IPCJ-STD-001D-2005)。

(3)“金的镀层小于1.3μm的,采用手工焊接时,不需要除金”的依据是什么?手工焊接是二次焊接吗?手工焊接可以避免金脆化吗?但手工焊接不属于动态焊料波,因此需要对镀金引线预先除金。

根据IPC-STD-001F-2014第4.5.1条规定:执行除金是为了降低焊点脆化失效风险。金脆化是一种无法目测的异常。当分析确定所发现的状况为金脆时,金脆应当被视为缺陷,参见IPC-HDBK-001或IPC-AJ-820指南手册。除上述情况,遇到下述情况应当进行除金处理:

通孔元器件引线至少95%待焊表面上有厚度大于2.54微米的金层;以及所有采用手工焊接的通孔引线,无论金层有多厚。

怎么到了GJB/Z163-2012变成:“当元器件引脚或引出端是镀金时,其金的镀层小于1.3μm的,采用手工焊接时,不需要除金”了呢?

2)“当元器件引脚处的金含量小于3%时,不需要引脚除金”。

(1)“元器件引脚处的金含量小于3%”的提法不妥:按照GB/T19247.1和IEC61191-1的规定:“为符合为了使焊料在金镀层上脆裂最小,任何焊点上的金总体积不应超过现有焊料体积的1.4%(即质量的3%)”。

(2)这个数据是由元器件的生产厂商提供还是由元器件的使用方检测?

(3)元器件引脚处的金含量小于3%如何控制?是不是首先要对每一个元器件引脚镀金层的金含量进行定量分析,然后对每一个被焊端子焊料量进行定量分析,最后计算出它们之间的百分比?上述规定没有可操作性。

如果把这两个数据作为是否需要进行引脚除金的依据,按照军品装机用元器件必须100%进行筛选的规定,不管元器件的生产厂商能否提供上述依据,元器件的使用方仍然必须复验;那么是否每一个元器件的使用方都必须在入库检验时增加一道元器件引脚镀金层厚度的检验?即使做到了这一条,那么对于元器件引脚的镀金层的金含量与被焊端子焊料之比小于2%又如何控制?是不是首先要对每一个元器件引脚镀金层的金含量进行定量分析,然后对每一个被焊端子焊料量进行定量分析,最后计算出它们之间的百分比?没有可操作性。

2009年,航天五院总工艺师范燕平在访德期间就此事咨询了德国科研人员,德国科研人员向来以技术上的严谨而闻名,他们说:3%金含量很难控制,也不了解,因此应严格执行镀金引线的除金规定。

实际上,无论是3%金含量还是2.5μm或1.3μm厚的镀金层,工艺人员都需要获取明确的元器件引线和焊端表面金镀层厚度的信息,否则工艺人员和操作工人既不了解也很难把控,要么以为金镀层小于1.3μm而不除金,要么金镀层有多厚全部作除金搪锡处理。甚至于个别时候对是否是镀Au引线/焊端都难以确定和把握。

而要获取明确的元器件引线和焊端表面金镀层厚度的信息也有不少难度,即使是电装工艺人员也必须“有心”,设计人员和管理人员就更难了。

在这种情况下,高可靠电子产品的工艺人员和操作人员唯一能做的是对所有不应用“双上锡工艺和动态焊料波工艺”—即波峰焊工艺的元器件镀金引线和焊端一律进行2次搪锡除金处理。

相比之下,QJ165B-2014和QJ3117A-2011的规定就明确得多,好得多,容易操作得多。

QJ3117A-2011规定:“镀金的导线芯线、电子元器件的引线及焊端等,应按QJ3267-2006的规定进行除金与搪锡”。

QJ165B-2014规定:镀金引线或焊端均应进行除金处理,不允许在镀金引线或焊端上直接焊接,镀金引线除金处理应符合QJ3267规定,要求如下:

a)镀金引线除金应进行两次搪锡处理。两次搪锡应分别在两个焊料槽中操作;

b)镀金引线搪锡的焊料槽,应定期分析焊料中的金和铜的总含量不应超过0.3%,否则应更换焊料;

c)镀金引线的搪锡一般仅局限于焊接部位。

IPC-STD-001ES-2010.12第4.5.1条规定:“除金要确保所有元器件引线、端子、焊接接线柱在焊接前,其焊接表面至少95%以上的金应当被去除。将元器件安装到组件之前,两次上锡工艺或动态焊料波可用于除金”。

IPC-STD-001F-2014第4.5.1条规定:执行除金是为了降低焊点脆化失效风险。金脆化是一种无法目测的异常。当分析确定所发现的状况为金脆时,金脆应当被视为缺陷,参见IPC-HDBK-001或IPC-AJ-820指南手册。

除上述情况,遇到下述情况应当进行除金处理:

a.通孔元器件引线至少95%待焊表面上有厚度大于2.54微米的金层;以及所有采用手工焊接的通孔引线,无论金层有多厚。

b.表面贴装元器件95%的待焊表面有金,而无论金层有多厚。

c.焊接端子的的待焊表面有厚度大于2.54微米的金层和所有锡杯端子,无论金层有多厚。

将元器件安装到组件之前,双上锡工艺或动态焊料波可用于除金。

注:当焊料量少或焊接的过程停留时尚不足以使金充分溶解到整个焊点中时,无论金层有多厚,都会产生金脆焊接连接。

七.结语

“在需要钎接部位的金涂敷层,应在钎接之前全部消除,因为这种脆性的金-锡化合物所构成的连接部,是特别不可靠的。因此现在凡是需要锡焊的表面都不允许镀金,原来已有的也必须除去”是国内外众多军品和民品锡焊时的标准规定;然而人们对“金脆化”的危害性认识严重不足,有的甚至把“金脆化”误认为是“虚焊”,从而对已经在国内外各类标准中反复强调的除金要求重视不够。

对于普通民用电子产品,例如上面详细叙述的发生在手机镀金天线簧片,由于未除金,导致焊接面发现存在明显的不润湿或反润湿现象,断裂界面呈现出典型的脆性断裂失效特征,严重影响产品质量,甚至失去市场。

而对于航天军用电子产品,如果产生金脆化,则可能导致弹毁人亡、星毁人亡、机毁人亡的严重后果!

本文是整个镀金元器件引线/焊端和镀金的PCB焊盘“除金”工艺的一个部分,是笔者历时五、六年与航天五院总工艺师范燕平、航天九院539厂总工艺师李其隆、中兴通信樊融融教授以及其他工艺人员共同研究的成果。

例如元器件中的电连接器的焊杯,QFN的接地面,有铅元器件引线/焊端的Ni-Au镀层,无铅元器件引线/焊端的Ni-Pd-Au镀层;这些元器件引线/焊端镀金层中的含金量如果超过3%又不除金会怎么样?

关于金脆的问题,贝尔研究所的弗·高尔顿·福克勒和马尔丁-欧兰德公司的杰·德·凯列尔等的研究报告中都有详细的分析。一般情况下,焊接的时间短,几秒内即可完成,所以金不能在焊料中均匀地扩散,这样就会在局部形成高浓度层。如果焊料中的金含量超过3%,焊出来的焊点就会变脆,机械强度下降。

国内外航天军工系统对于元器件镀金引脚“除金””是做的最好的,我们从表1中也可以看出,作为民用电子产品需要遵守的通用标准,IPC也同样有除金要求,而案例中所提供的金脆案例也恰恰是使用量最广泛的民用电子产品—手机。

因此,我们不能对此掉以轻心,也不能因为故障的概率较低,或者自己从未遇到而忽视或否定镀金引线/焊端除金处理的必要性和重要性。

实施镀金元器件引线或焊端的“除金”工艺,关键在于人们对“除金”重要性的认知程度,实际上是对产品质量的重视问题,或者说是对客户的责任性问题;航天二院706所张永忠研究员说:“认为间距太密而认为去金没有必要,是一个误区,是把必要性和可行性混杂了”。

其二,要深入了解金脆化的危害性,并从理论上了解金脆化产生的机理;第三,要确切掌握自己所负责的产品中那些元器件的引脚和焊端是镀金的;第四,通过工艺试验不断提出和完整镀金元器件引线或焊端的“除金”工艺;第五,必须开展镀金元器件引线或焊端的“除金”的岗位练兵活动,造就一支技术上过得硬的“除金”工匠队伍。

美国在2005年中国军力报告中提到:“中国尚处于对质量重要性的认识阶段”;这是一句外交辞令,实际上是说我们对质量重要性还仅仅停留在口头“认识阶段”,没有付之行之有效的实际行动!而实际情况是,确实有那么一部分片面追求GDP,满足应付和“凑乎”的企业和人员,连“认识阶段”都还没有达到,这是非常可怕的。

随着国内电子制造业界对去金搪锡重要性认识程度的日益加深,随着国际上先进工业国家推出的,用于所有通孔插装元器件和表面贴装元器件去金搪锡处理设备的引进,国内电子制造业界争议十年之久的关于“去金没有必要”和“难以实现”的争论可以终结了。

其实上述各种去金搪锡工艺的前提是元器件引线或焊端上都已经镀上了金,如果一个企业能够与元器件的供应商签订长期供货协议,要求所提供的元器件的引线或焊端都是镀锡合金,那就不需要采取锡焊铅的去金搪锡工艺,这一条特别适合那些具有大批量生产需求的企业,例如华为和中兴公司,一则他们的产品是民品,元器件的货源能够得到保证,二则可以固定供应商,求所提供的元器件的引线或焊端都是镀锡合金,所以就可以免除繁杂的去金搪锡工艺和设备。

然而,军品,尤其是航天航空产品不具备上述条件。

笔者在电子装联/SMT领域已经浸润半个多世纪,但并非专业焊接人士,对于金脆化机理的分析是“借花献佛”,在众多专业焊接人士面前属于“班门弄斧”,错误在所难免,敬请批评指正。

(2017年2月27日)

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