優(yōu)化錫膏形狀來改善電阻疲勞壽命-深圳市福英達(dá)
優(yōu)化錫膏形狀來改善電阻疲勞壽命-深圳市福英達(dá)
眾所周知電子技術(shù)發(fā)展對焊接密度和焊點(diǎn)的微型化提出了更高的要求。隨著焊點(diǎn)體積越來越小，用于印刷錫膏的鋼網(wǎng)的開孔也必須達(dá)到更小的面積。隨著調(diào)整鋼網(wǎng)開孔大小，焊盤上的錫膏體積會(huì)有所變化，從而導(dǎo)致回流過程中焊點(diǎn)演變出不同的形狀。元器件和PCB在熱循環(huán)過程中會(huì)由于熱膨脹系數(shù)的不同而形成裂紋，然而通過優(yōu)化錫膏回流后的形狀可以起到提高焊點(diǎn)的疲勞壽命。
為了了解什么樣的焊點(diǎn)形狀能夠?qū)崿F(xiàn)更高的焊點(diǎn)的疲勞壽命，Ha等人使用特定厚度的鋼網(wǎng)在電阻R1005和R0402上印刷錫膏。通過計(jì)算出開孔面積所對應(yīng)的錫膏形狀，他們制備了四種焊點(diǎn)形狀，包括凹形，直形，微凸形和凸形（錫膏量由低到高排序），以進(jìn)一步確定焊點(diǎn)形狀對可靠性的影響。
圖1. 不同形狀的焊點(diǎn)。
熱循環(huán)試驗(yàn)是驗(yàn)證焊點(diǎn)疲勞壽命的重要手段。用于測試R1005和R402可靠性的熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)的條件是-55℃到150℃。
在本實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)電阻變成無窮大時(shí)則認(rèn)為焊點(diǎn)失效，而不是20%的電阻變化率。從圖1可以看到，凹形的錫膏形狀的失效時(shí)間最短，對應(yīng)的R1005和R0402的失效時(shí)間僅為10873個(gè)循壞和12728個(gè)循環(huán)。相反的是，當(dāng)錫膏形狀為凸形時(shí)，電阻的失效時(shí)間最長。從數(shù)據(jù)來看，凸形的失效時(shí)間比凹形長30%或以上。
表1. 錫膏形狀對R1005和R0402失效時(shí)間的影響。
由于熱膨脹系數(shù)的不同， 焊點(diǎn)和電阻更容易發(fā)生疲勞。大多數(shù)電阻樣品中的熱沖擊裂紋都沿著電阻器終端的邊界傳播。當(dāng)錫膏量增加時(shí)，焊點(diǎn)的高度會(huì)增加，因此焊點(diǎn)開裂所需要的時(shí)間會(huì)更長。
圖2. SAC305焊點(diǎn)疲勞失效圖; (a)凹形, (b)直形, (c)微凸形, (d)凸形。
深圳市福英達(dá)致力于研發(fā)和生產(chǎn)超微級(jí)(T6及以上)的印刷錫膏。福英達(dá)的印刷錫膏粘度穩(wěn)定，板上時(shí)間長，下錫能力優(yōu)秀，能夠與不同厚度和開孔大小的鋼網(wǎng)適配。歡迎有需求的客戶與我們聯(lián)系。
Ha, J., Lai, U.Y., Yang, J.B., Yin, P.C. & Park, S. (2023). Enhanced solder fatigue life of chip resistor by optimizing solder shape.Microelectronics Reliability, vol.145.
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