優化錫膏形狀來改善電阻疲勞壽命-深圳市福英達
優化錫膏形狀來改善電阻疲勞壽命-深圳市福英達
眾所周知電子技術發展對焊接密度和焊點的微型化提出了更高的要求。隨著焊點體積越來越小，用于印刷錫膏的鋼網的開孔也必須達到更小的面積。隨著調整鋼網開孔大小，焊盤上的錫膏體積會有所變化，從而導致回流過程中焊點演變出不同的形狀。元器件和PCB在熱循環過程中會由于熱膨脹系數的不同而形成裂紋，然而通過優化錫膏回流后的形狀可以起到提高焊點的疲勞壽命。
為了了解什么樣的焊點形狀能夠實現更高的焊點的疲勞壽命，Ha等人使用特定厚度的鋼網在電阻R1005和R0402上印刷錫膏。通過計算出開孔面積所對應的錫膏形狀，他們制備了四種焊點形狀，包括凹形，直形，微凸形和凸形（錫膏量由低到高排序），以進一步確定焊點形狀對可靠性的影響。
圖1. 不同形狀的焊點。
熱循環試驗是驗證焊點疲勞壽命的重要手段。用于測試R1005和R402可靠性的熱循環實驗的條件是-55℃到150℃。
在本實驗中，當電阻變成無窮大時則認為焊點失效，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間最短，對應的R1005和R0402的失效時間僅為10873個循壞和12728個循環。相反的是，當錫膏形狀為凸形時，電阻的失效時間最長。從數據來看，凸形的失效時間比凹形長30%或以上。
表1. 錫膏形狀對R1005和R0402失效時間的影響。
由于熱膨脹系數的不同， 焊點和電阻更容易發生疲勞。大多數電阻樣品中的熱沖擊裂紋都沿著電阻器終端的邊界傳播。當錫膏量增加時，焊點的高度會增加，因此焊點開裂所需要的時間會更長。
圖2. SAC305焊點疲勞失效圖; (a)凹形, (b)直形, (c)微凸形, (d)凸形。
深圳市福英達致力于研發和生產超微級(T6及以上)的印刷錫膏。福英達的印刷錫膏粘度穩定，板上時間長，下錫能力優秀，能夠與不同厚度和開孔大小的鋼網適配。歡迎有需求的客戶與我們聯系。
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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