为什么SAC305焊膏在0201元件上印刷时容易出现焊锡不足和错位的情况,而Sn99.3Cu0.7则更稳定,根本原因是SAC305中3.0%的银含量增加了合金的熔融粘度,导致焊膏在刮刀下的剪切流动性差。另外,其粉末球形度一般略低于Sn99.3Cu0.7批次。实际的解决方案是根据IPC-7527标准将钢网孔径扩大5%,刮刀压力从4.5kg降低到3.8kg,印刷速度从40mm/s降低到32mm/s。关键的预防措施是每300块板用IPA+超声波清洗一次钢网底部,否则残留的助焊剂膜会加剧SAC305粉末的结块。
Sn99.3Cu0.7回流后QFN焊点边缘经常出现微裂纹。症状是AOI误报率增加,但X光未发现空洞。原因是该合金的凝固温度范围仅为1.2℃,稍快的冷却速度会导致枝晶间应力集中。实际的解决方案是在回流焊Peak区后增加210℃~180℃的缓冷段,时间控制在45秒,同步降低链条速度12%。同时,将氮的氧含量从100ppm放宽至300ppm,以减缓Cu6Sn5金属间化合物(IMC)的生长速度。重点预防措施是禁止在厚度>1.6mm、铜厚≥2oz的厚铜PCB上使用Sn99.3Cu0.7焊膏。
经过高温高湿老化试验(85℃/85%RH/1000h)后,SAC305焊点剪切力衰减达到18%,而Sn99.3Cu0.7仅为9%。症状是ICT测试接触阻抗波动增大,部分BGA焊点在-40℃热冲击后出现冷焊点。原因是SAC305中的Ag3Sn强化相在湿热环境下容易与氯离子反应形成可溶性络合物。实际的解决方案是改用含卤素的免清洗SAC305焊膏
连续印刷2小时后,Sn99.3Cu0.7焊膏的粘度增加了1200cP,导致从第500块板开始出现焊料桥连,而SAC305仅增加了450cP。其症状是在显微镜下可以看到焊盘之间有残留的助焊剂牵引以及钢网底部明显干燥的焊膏。原因是Sn99.3Cu0.7载体中松香树脂的软化点较低(68℃),如果车间温度超过25.5℃,会加速溶剂蒸发。实用的解决办法是将锡膏搅拌时间从60秒延长到90秒,每次使用后立即拧紧铝箔密封盖,如果钢网印刷间隔超过90秒,则用湿的不掉毛布擦拭网孔。关键预防措施是锡膏冷藏库温度必须稳定在(0±1)℃,回温过程中不得打开包装,回温时间严格控制在4小时以内。
当使用相同的回流曲线时,SAC305焊点的IMC厚度达到3.2μm,而Sn99.3Cu0.7的IMC厚度仅为1.9μm。其症状是金相切片显示前者IMC层不连续,而后者致密但脆。原因是SAC305中银原子的扩散活化能较低,当保持在235℃以上时,Cu6Sn5向Cu3Sn的转化加速。实际的解决方案是将回流峰值温度从245℃降低到242℃,将保温时间压缩到65秒,将链条速度提高8%,并为BGA器件单独添加0.8mm厚的隔热垫片。关键的预防措施是Sn99.3Cu0.7禁止用于Ni/Au表面处理的连接器焊盘,因为它容易在217℃共晶点附近诱发界面Ni3Sn4的异常生长。




