波峰焊評測

將99.3Sn/0.7Cu合金裝入標準Electrovert Econopak Plus波峰焊機進行測試，這種波峰焊機配備有USI超聲波助焊劑噴涂系統(tǒng)、Vectaheat對流式預(yù)熱和“A”波CoN2tour惰性系統(tǒng)。測試在兩種無鉛印刷電路板上進行：帶OSP涂層的裸銅板和采用浸銀拋光的裸銅板(Alpha標準)，兩種電路板都采用固態(tài)含量2%且不含VOC的免清洗助焊劑(NR300A2)。另外，作為對照，將同樣的電路板在相同設(shè)備上采用相同條件進行焊接，只是焊料用傳統(tǒng)63Sn/37Pb合金。通過實驗可得出以下結(jié)論：

如果采用99.3Sn/0.7Cu合金，則有必要對波峰焊機進行惰性處理以確保得到適當?shù)臐櫇穸�，但不需要對波峰焊機或風(fēng)道進行完全惰性處理，用CoN2tour公司的邊界惰性焊接系統(tǒng)即已足夠。

使用99.3Sn/0.7Cu焊接的電路板外觀與用63Sn/37Pb合金焊接的電路板沒有區(qū)別，焊點的光亮程度、焊點成型、焊盤潤濕和通孔上端上錫情況也基本一樣。
　
與Sn/Pb合金相比，Sn/Cu合金的橋接現(xiàn)象較少，但由于測試的條件有限，因此對這一點還需要作更進一步的研究。
　
99.3Sn/0.7Cu合金在260℃溫度條件下焊接非常成功，在245℃條件下也沒有問題。
　
采用Sn/Cu合金的幾個星期內(nèi)銅的含量沒有發(fā)生變化，之所以關(guān)注這一問題，是因為銅在錫中的溶解度很低，而且與溫度有很大關(guān)系。在大批量生產(chǎn)中，電路板的銅吸收情況與用Sn/Pb合金時相同。

印制和回流焊評測

針對Sn/Ag和Sn/Ag/Cu合金開發(fā)了一種新的助焊劑，以便在更高回流焊溫度下得到較好的潤濕效果，因為回流焊溫度較高時(比常規(guī)回流焊溫度高20℃)要求助焊劑中的活性劑應(yīng)具備更高的熱穩(wěn)定性。另外如果在空氣中工作，回流焊溫度較高還可能使普通免清洗助焊劑變色，所以這種助焊劑對高溫要有很強的承受能力。在95.5Sn/4.0Ag/0.5Cu合金中使用UP系列焊錫膏時，即使空氣溫度達到240℃，它也不會變?yōu)樽厣蜱晟?

UP系列焊錫膏在印刷測試中表現(xiàn)非常好，測試時采用的是MPM UP2000印刷機，印刷條件包括6mil厚激光切割網(wǎng)板、印刷速度25mm/秒、網(wǎng)板開口間距16～50mil以及接觸式印刷，焊膏印出的輪廓非常清晰且表現(xiàn)出良好的脫模性能。另外，這種焊錫膏在中止印刷后(停放超過一小時)再開始使用時無需進行攪拌，其網(wǎng)板使用壽命在8小時以上，粘性也可保持8小時。

回流焊采用Electrovert Omniflo七溫區(qū)回焊爐，在空氣環(huán)境下進行焊接。通過回焊曲線可看出，溫度在200秒時間里以近似線性的速率上升到240℃，溫度高于熔點(221℃)的時間為45秒。得出結(jié)論如下：
·UP系列焊錫膏95.5Sn/4.0Ag/0.5Cu 88-3-M13表現(xiàn)出良好的印刷性。
·無鉛焊錫膏能提供良好的粘力且能保持足夠的時間。
·對測試板而言，95.5Sn/4.0Ag/0.5Cu合金所需的240℃最高溫度是可以接受的。
·回流焊無需氮氣也能取得很好效果。
·焊點光亮度好，與標準Sn/Pb合金相同。
·助焊劑殘留物外觀(顏色及透明度)比采用Sn/Pb合金及普通助焊劑在標準熱風(fēng)回流焊(峰值溫度220℃，高于183℃的時間為45秒)后的情形好得多。
·潤濕和擴散特性與Sn/Pb標準合金相同。
·當使用沒有阻焊膜的裸FR-4板子時，過高的回流焊溫度會使線路板出現(xiàn)嚴重變色(變深)，淺綠色阻焊膜會使變色看起來較輕，中/深綠色阻焊膜則使變色基本上看不出來。
·有些元件經(jīng)高溫回流焊后會出現(xiàn)變色和氧化跡象，將這種無鉛焊料用于兩面都有表面安裝器件的電路板上時，建議在回流焊后再安裝需作波峰焊接的底面SMD器件，以免過度受熱影響可焊性。
·用UP系列96.5Sn/3.5Ag合金進行的測試所獲結(jié)果相似，只是回流溫度提高了3～5℃。

選擇一種簡單普通二元合金的最大好處在于它已經(jīng)完成了大量測試且已被廣泛接受，如96.5Sn/3.5Ag合金已在某些電子領(lǐng)域應(yīng)用了很長的時間。95.5Sn/4.0Ag/0.5Cu現(xiàn)正接受同樣嚴格的測試，并在一些地方顯示出非常相似的性能和優(yōu)點。

福特汽車公司對使用Sn/Ag合金的測試板和實際電子組件進行了熱循環(huán)試驗(-40℃～140℃)，已完成全面熱疲勞測試研究，另外他們還將無鉛組件用于整車中，測試結(jié)果顯示Sn/Ag合金的可靠性與Sn/Pb合金相差無幾甚至更好。摩托羅拉公司也已經(jīng)完成了Sn/Ag和Sn/Pb合金的熱循環(huán)和振動研究，測試表明Sn/Ag合金完全合格，其它OEM廠商在各自的Sn/Ag和Sn/Ag/Cu合金研究中也得到了類似的結(jié)論。

根據(jù)研究結(jié)果，Sn/Ag和Sn/Pb在導(dǎo)電性、表面張力、導(dǎo)熱性和熱膨脹系數(shù)等各方面所取得結(jié)果大致相當。