这是关于高可靠性 和低空洞率 条件下增强型焊料焊片 的一系列文章中的最后一篇。本文将重点介绍我们设计的实验(DOE)结果,以验证我们是否确实Avoid The Void® 。
在分析美国能源部(DOE)的空洞率 数据时,发现不同加固型焊片 设计之间存在一些明显可辨别的差异。数据摘要如下。
对于间距类型,前两个字符(LM 或 SM)指的是间距量。后两个字符指的是间距量(04 为 0.004 英寸,08 为 0.008 英寸)。所有设计的平均空隙率均小于 10%!其中五项设计的数据点均未超过 10%。进一步分析确定了特定属性的重要性。在这种统计分析中,如果 P 值小于 0.05,则至少有一个因素的平均值存在统计差异。

在分析预成型件总体厚度对结果的影响时,我们对不同类型的间隔件进行了区分;因此,我们分别考察了LM04、LM08和SM04这三组数据。在所有情况下,预成型件总体厚度越大,空洞率 就越小。该分析的总结如下所示。
由于表面张力的作用,空隙会从熔融焊料中逃逸出来,迫使它们向周边移动。熔融焊料中未熔化的金属可能会阻碍这些空隙逸出的通道。如果有更多的焊料,空隙就能在焊点完全塌陷之前从金属基体周围逸出。

在研究间隔材料的填充情况密度 时,针对每种预成型件的总厚度,分别考察了SM和LM之间的空隙差异。该分析总结如下。
此处的结果并不十分明确。对于厚度为0.016英寸和0.010英寸的焊片 ,其堆积方式密度 对空隙性能没有显著影响。对于0.012英寸厚度的样品,SM产品的性能在统计学上优于LM。根据这些结果,无法断言堆积方式密度 对空洞率 有任何影响。数据表明,该因素对空洞率 的影响至多只是微乎其微。

还考察了间隔层的厚度。在此情况下,针对每种坯料厚度,分别将LM04与LM08进行了对比。对于每种坯料厚度,间隔层较厚的(08)始终导致空洞率 值在统计学上显著更高。这也可以用实心间隔层材料阻碍气孔逸出这一现象来解释。 由于08型材料较厚,与04型材料相比,嵌入预成型件中的间隔柱金属总体积会更大。更多的固体材料可能会阻碍气孔从熔融焊料中逸出。总结如下。

本研究分析的最后一个参数是助焊剂含量(百分比)。根据氧化物去除和挥发反应的化学原理,预计助焊剂含量越高,产生的空洞率 就越多。基本上,当产品经过回流焊接时,助焊剂会去除金属表面的氧化物。这一氧化物去除过程会产生一些蒸汽。此外,助焊剂中还含有某些非活性成分,这些成分在高温下会挥发。 这两种助焊剂特性都可能导致蒸汽被困在熔融焊料中。然而,本研究未发现1%和2%助焊剂含量之间存在显著差异。只能推测,或许1%的助焊剂含量差异尚不足以影响空洞率 。这是值得进一步研究的领域。

总而言之,针对增强型焊料焊片 开展的研究表明,通过提供一致的焊点粘结层,它们有助于提高焊点 的可靠性 。该研究还表明,预成型件的最终厚度、间隔材料的填充密度密度 以及间隔件的厚度均可进行调整,从而影响焊点中空洞率 的含量。 通过对增强型预成型件的优化设计,可以明确的是,该技术能够生产出高可靠性 、低空洞率 焊点 的产品。在处理更重的元器件 时,该技术可能更为必要,因为如果不加以控制,焊点塌陷可能会过于严重。该技术在无需增加额外工艺步骤(例如通过线焊缝合来控制焊点塌陷)的情况下就集成了间隔件,从而为组装商节省时间和成本。
下次再见
亚当


