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無鉛工藝熔點(diǎn)挑戰(zhàn):SAC305合金對PCB基板耐溫性的提升要求解析

  • 2025-04-14 10:55:00
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隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格,無鉛工藝已成為電子制造領(lǐng)域的主流選擇。然而,無鉛焊料的高熔點(diǎn)特性對PCB基板的耐溫性提出了更高要求。本文將重點(diǎn)解析SAC305合金(熔點(diǎn)217-220℃)在無鉛工藝中的應(yīng)用及其對PCB基板耐溫性的提升需求。

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 1. 無鉛工藝的背景與挑戰(zhàn)

無鉛工藝的推廣源于對鉛污染的環(huán)保要求,歐盟RoHS指令明確禁止含鉛材料的使用。然而,無鉛焊料的熔點(diǎn)通常比有鉛焊料高約30℃,這對PCB基板的耐溫性提出了更高要求。

 

 2. SAC305合金的特性與應(yīng)用

SAC305(Sn96.5Ag3.0Cu0.5)是目前無鉛焊料的主流選擇,其熔點(diǎn)為217-220℃,具有良好的潤濕性、熱疲勞強(qiáng)度和焊點(diǎn)可靠性。然而,其高熔點(diǎn)特性也帶來了以下挑戰(zhàn):

- 基板耐溫性:SAC305的高熔點(diǎn)要求PCB基板在250℃左右的回流焊溫度下保持穩(wěn)定。

- 熱膨脹系數(shù)匹配:基板材料的熱膨脹系數(shù)需與焊料匹配,以減少熱循環(huán)中的應(yīng)力。

 

 3. PCB基板材料的耐溫性要求

為了應(yīng)對SAC305合金的高熔點(diǎn),PCB基板材料需要滿足以下要求:

- 材料選擇:建議使用高Tg(玻璃化轉(zhuǎn)變溫度)材料,如Tg 170℃以上的FR4。

- 熱膨脹控制:基板的熱膨脹系數(shù)需與焊料匹配,避免因熱膨脹差異導(dǎo)致焊點(diǎn)開裂。

- 翹曲控制:高熔點(diǎn)工藝可能導(dǎo)致基板翹曲,需優(yōu)化層疊設(shè)計和材料選擇。

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 4. 工藝優(yōu)化與應(yīng)對策略

- 回流焊工藝:優(yōu)化回流焊的升溫速度和峰值溫度,確?;逶诟邷叵虏话l(fā)生翹曲。

- 低溫焊料替代:探索含鉍(Bi)的低溫焊料,如Sn64Bi35Ag1,其熔點(diǎn)僅為178℃,可降低對基板耐溫性的要求。

- 助焊劑選擇:使用更活躍的助焊劑以提升焊料的潤濕性,減少焊接缺陷。

 

SAC305合金的高熔點(diǎn)特性對PCB基板的耐溫性提出了更高要求。通過選擇高Tg材料、優(yōu)化回流焊工藝和探索低溫焊料,可以有效應(yīng)對無鉛工藝的挑戰(zhàn),提升PCB的可靠性和性能。