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启东SMT贴片加工厂的IMC发展有哪些?

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启东SMT贴片加工厂的IMC发展有哪些?

发布日期:2018-08-15 作者: 点击:

普遍认为,很厚的IMC是一种缺陷。因为SMT加工厂的IMC比较脆弱,与基材(封装时的电极、零件部份或基板)之间的热膨胀系数差别很大,如果IMC很厚,就容易产生龟裂。因此,掌握界面反应层的形成和成长机理,对保障焊点的靠谱性 重要。

SMT加工厂的IMC形成与发展,与焊料合金、基底金属类型、焊接的温度与时间和焊料的流动状态有关。一般而言,在焊料熔点以上温度,SMT加工厂的IMC的形成以扩散方式进行,速度很慢,其厚度与时间的开方成正比;在焊料熔点以上温度,IMC的形成以反应方式进行,一般情况下(焊接工艺条件范围内),温度越高、时间越长,其厚度越厚,如图1-56所示。因此,过高的温度、过长的液态时间将会导致过厚的IMC。


微信图片_20180709173356



       SMT加工厂在有铅工艺条件下,由于有Pb的抑制作用,Cu与SnPb焊料形成的IMC一般不超过2.5μm。但在无铅工艺条件下,由于Cu在熔融的SAC305中的溶解度比在Sn63/Pb37中的溶解度高8.6倍,因而在与SAC反应时会形成较厚的IMC,这点对于无铅焊点的靠谱性而言不利。

IMC的生长是一个复杂的过程,如图1-57、图1-58所示,随SMT加工厂的焊接时间的延伸会出现厚度峰值,但并非一直都呈线性生长,好在焊接工艺条件下(再流焊接时间3min内)一般不会遇到此况,因此,在有关书籍中不会讨论此问题。


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       随着再流焊接时间的延伸,不单厚度会增加,而且 重要的是形态也会发生变化。像Cu与Sn的界面反应,随着焊接时间的变化所形成的Cu6Sn5会变得“块状化”,如图1-59所示。


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          说明:

                  此图为某BGA焊接前后的切片图,放大倍数一样,可以看到IMC的厚度不单增加,宽容也增加。也可以看到BGA值球工艺存在问题,IMC平均超过5μm,这为后续再流焊接埋下隐患,这也是多个案例揭示出来的一个问题,值球工艺很重要!

               SMT加工厂的焊接后的高温老化也会使IMC形态发生变化,这个变化与再流焊接时间延伸不同,呈现贝壳间被填充的特性,也就是表面峰谷 小、 齐平,如图1-60所示,这是固态条件下长时间扩散的结果。

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