電子產(chǎn)品元器件去金問題及解決對策

宋慧娟

摘 要：針對電裝行業(yè)有關(guān)工藝規(guī)范要求，為避免發(fā)生“金脆”現(xiàn)象，需提前在焊接前去除元器件引線鍍金層。本文針對電子產(chǎn)品元器件去金時，需要注意的問題及針對性的實用去金工藝對策展開分析。

關(guān)鍵詞：電子產(chǎn)品；元器件；去金

由于金的性能具備較強穩(wěn)定性，且不易產(chǎn)生氧化反應(yīng)，該優(yōu)勢被廣泛運用于不同領(lǐng)域。同時金還具備極強導(dǎo)電性及耐磨性，接觸電阻較小多種優(yōu)點。根據(jù)運用領(lǐng)域的不同對鍍金工藝劃分，包括化學(xué)鎳金和鍍金兩種不同的工藝?；瘜W(xué)鎳金工藝主要是為了保護(hù)鎳層表面，預(yù)防產(chǎn)生氧化反應(yīng)進(jìn)而提高可焊性。鍍金這一工藝處理方式則可以較好的解決氧化問題，但是在焊接時易發(fā)生金脆，可靠性降低。本次研究對于去除電子產(chǎn)品元器件管腳鍍金層提出解決方法。

1 “金脆”機理簡述

軟纖焊的工藝原理，是金屬焊料一旦受熱熔化后，便在金屬器件表面焊接所致浸流、浸潤及擴散，再加上逐漸擴散的金屬原子，導(dǎo)致晶格點陣內(nèi)部產(chǎn)生熱振動化學(xué)反應(yīng)金屬列原子，進(jìn)而由晶格點陣有效轉(zhuǎn)移至其他晶格，產(chǎn)生了金屬化合物IMC進(jìn)而牢固結(jié)合了焊料及焊件。在焊接過程中會對焊料的金最先溶解，[2]從擴散動力學(xué)角度分析其主要原因，主要由于Au-Sn化合物，經(jīng)過間隙擴散機制形成了快速擴散，而AuSn4及Sn的晶體結(jié)構(gòu)相似度較高，僅僅在Au間隙部位存在較大缺陷，因此所致Au-Sn4相形核快速且容易產(chǎn)生。在對工藝項目管理過程中，經(jīng)常會遇及“金脆”焊點開裂情況。[3]經(jīng)多項研究認(rèn)為，金脆情況出現(xiàn)于存在加速度振動這一基礎(chǔ)條件上，所致金脆焊點失效，同時還存在較大的冷熱環(huán)境溫差，也會對導(dǎo)致金脆焊點失效。

2 工藝標(biāo)準(zhǔn)需求

“金脆”情況的危害目前已經(jīng)形成統(tǒng)一認(rèn)識。通過整理行業(yè)內(nèi)的去金工藝要求，通常認(rèn)為在達(dá)到1.27μm情況下的鍍金層厚度，[4]可以在2s時間內(nèi)溶于低熔點錫鉛焊料內(nèi)。而一旦超出1.27μm情況下的鍍金層厚度，則會所致擴散金元素后導(dǎo)致焊點出現(xiàn)脆性。因此工藝去金標(biāo)準(zhǔn)要求針對超出1.27μm情況下的鍍金層厚度，需要至少一次性去除搪錫，針對超出25μm情況下的鍍金層厚度，需要完成重復(fù)2次的去除搪錫。隨著目前電子產(chǎn)品元器件對“金脆”所致危害情況的重視度逐步增加，提高了處理鍍金層的“去金”嚴(yán)格化工藝標(biāo)準(zhǔn)需求。

3 “去金”方法

3.1 有引線表面貼裝器件去金工藝要求

有引線表面貼裝元器件的去金方法，主要包括運用烙鐵手工搪錫去金法，確保搪錫的溫度需要相較普通的鍍鉛錫元器件搪錫溫度超出，控制2～3s的260℃～280℃，之后運用吸錫繩完成對表面搪錫吸除之后，假若表面的鍍金層厚度超出25μm，那么需要再次完成搪錫處理。也可運用浸錫法去金，此種方法針對分立的插裝元器件比較適用，其中涵蓋了多引腳IC。在具體操作過程中，可用紗布保護(hù)元器件的引線根部，進(jìn)而有效預(yù)防焊料及受熱逐步沿線爬升。

3.2 無引線表面貼裝器件去金工藝要求

無引線表面貼裝元器件的去金工藝通常采用回流搪錫法，該種工藝方法運用需要加設(shè)返修站點和控溫加熱板，也就是說需要在完全開放的工作站點環(huán)境中，模擬回流焊的曲線設(shè)備及去金工藝。但是考慮到目前愈來愈復(fù)雜且可靠的元器件，普遍運用陶瓷封裝工藝，因此對此類元器件的搪錫焊接均以受熱沿線爬升為主。在具體操作過程中，通過針對該工藝要求設(shè)置專用的印刷工裝，借助印刷焊膏及回流焊接的工藝流程，對錫膏融合之后可以將元器件快速取出后達(dá)到高溫度條件下，通過運用吸錫繩將焊料吸除之后即實現(xiàn)了去金。

3.3 射頻電連接器焊杯去金工藝要求

射頻電連接器焊杯的去金，去金工藝要求較特殊，通常鍍金層厚度2μm，此種情況下元器件的化學(xué)鍍金工藝等同所致產(chǎn)生諸多比較嚴(yán)重的焊接后果。運用雙錫鍋完成浸錫之后，將已經(jīng)覆蓋焊劑的鍍金吟弦，能夠浸于專用的去金工藝錫鍋之內(nèi)，控制2～3s的時間，確保溫度可以控制在手工搪錫的溫度標(biāo)準(zhǔn)以下，并且要求金錫鍋內(nèi)部控制1%以內(nèi)的焊料金屬雜質(zhì)。之后通過在普通的錫鍋內(nèi)，將焊杯再次浸入完成二次搪錫，控制重復(fù)二次搪錫的時間、溫度，均等同專用的金錫鍋。但是需要嚴(yán)格控制在0.3%以內(nèi)的焊料金屬雜質(zhì)。為了預(yù)防出現(xiàn)焊料沿著引線爬升情況對元器件本身造成損害，需要在操作過程中通過運用紗布保護(hù)根部引線。除此之外還需要借助玻封二極管的諸多熱敏類元器件，完成散熱處理。

4 結(jié)語

總之，電子產(chǎn)品元器件的“去金”尤為關(guān)鍵，尤其針對運用可靠性需求較高的環(huán)境中，目前廣泛運用鍍金類引線元器件。需要重視易熔的錫鉛焊料，形成Au-Sn合金所致“金脆”情況發(fā)生，提高焊接可靠性。因此對電子產(chǎn)品元器件的去金處理，經(jīng)過本次研究筆者還認(rèn)為需要仔細(xì)識別元器件的類型，進(jìn)針對性進(jìn)行去金工藝方法，確?！叭ソ稹毙Ч瑫r也不會損壞元器件。

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