降低无铅SMT组装对连接器外壳树脂影响技术

2007/8/10 15:04:24

在这一阶段，无铅焊料要求的液线温度更高，这可能会对连接器的绝缘外壳产生深远影响。目前采用的一些材料可能变形（熔化）或者在侧壁出现分层的迹象，也称为“出现气泡”（如图1和2所示）。暴露温度高于外壳树脂的熔点温度或者热变形温度会导致材料熔化，而SMT高温下迅速出现的水分溢口又会引发分层现象，这里的SMT高温指印刷电路板（PCB）级别的245℃至260℃。对于连接器外壳所用的大多数耐高温工程树脂而言，避免出现气泡的关键在于控制水分。亚洲的许多OEM已经在最近几年转向采用无铅焊料工艺，正是由于这个原因，所以它们要求将连接器包装起来以尽量减小水分吸收。一家公司*已经着手进行一项旨在评估当前包装技术的研究，并以此测定这些包装技术在水分控制方面的效果。为确保此项研究的适用性，采用了IPC/JEDEC J-STD-020B，“非密封固态表面贴装器件湿度／回流焊敏感度分类（Moisture/Reflow Sensitivity Classification for Nonhermetic Solid State Surface Mount Devices）”和Sony的SS-254，“电子元件、无铅焊接部件测试方法设计标准”来定义待测注射成型部件的全负载测试参数。图1和2.当连接器暴露于焊料回流的高温环境下时，封闭在塑料连接器壁内部的水分和其它气体的蒸气压迅速增大。当蒸气压超过连接器壁的强度时，蒸气压冲开一个溢口／出口就发生了分层。这种分层通常称为“气泡”。这些标准包括几个暴露状态，这些状态由一定温度下的相对湿度和时间进行定义，同时标准还使用一个无铅回流曲线来得到250℃（0-5℃）的表面温度。峰值炉温超过300℃时通常会产生此表面温度（表1）。 IPC/JEDEC J-STD-033A，“对湿度／回流焊敏感表面贴装器件的处置、包装、装运和使用标准（Standard for Handling, Packing, Shipping and Use of Moisture/Reflow Sensitive Surface Mount Devices）”包装要求被用作测试水分控制效果的准则。基板组装商已经开始关注对较昂贵IC的处理，却没有对基板连接器采取类似的预防措施。但是前面列出在这些高温炉环境下的连接器问题也会导致基板返修。图3. 干燥剂对被包装连接器的吸湿效果水分吸收如果注意避免／减缓水分吸收，使其低于产生气泡的水分含量，许多目前使用的高温树脂仍然可以用于无铅焊料表面贴装组装。产生气泡的温度取决于多种因素，包括壁厚、部件内的湿度百分比、连接器受热速度以及回流过程的峰值温度。出现气泡前峰值温度越高，水分含量就越低。无铅焊料使得峰值温度变得更高，也就意味着将出现更多的气泡。防潮任何避免成型部件接触高温／高相对湿度环境的预防措施，包括尽可能减少它们与这些环境的接触时间，都会延长部件的保存期限并使这些部件出现气泡的可能性尽量降低，另外还提高了产生气泡所需的温度。由于大多数非LCP连接器都属于IPC/JEDEC J-STD-020B MSL标准中2至5a类别，要求遵守IPC/JEDEC J-STD-033A标准的包装包括防潮袋（MBB）、干燥剂、潮湿敏感标识标签（MSIL）和一个警告标签。连接器外壳出现气泡的关键参数是控制成型部件中的水分吸收。（待续）

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