在许多情况中,对引脚进行自动镀锡成为目前组装工艺的要求。这是一个受控的,受到严格管理的,最好是自动进行的工艺,因为要求镀锡质量一样,重复性好。要求引脚镀锡,最早大约是在二十五年前开始,当时军方认为,不能熔合的电镀表面不适合高可靠性环境。人们发现,电镀表面在不够牢固耐用,不能抵御氧化作用侵蚀镀层下面引脚,焊点会在现场出现故障。
如今,在高可靠性应用中,在引脚表面镀锡的最常见原因是去掉电子器件上的镀金表面上的金。不希望在焊J点有金的一个原因是,金可能会导致众所周知的金脆裂现象。在镀锡工艺中,这些元件在焊锡池中侵渍,把金洗掉。然后再重新镀锡,形成锡/铅表面。这个工艺使用两个焊锡罐一一在其中一个罐中洗掉现有表面或金属互化物及其他金属,用另一个罐在元件上镀上新的表面。
在引脚表面镀锡的第二个最常见的理由是有大量以前留下来的元件,这些元件已经储存了很长时间,可能由于氧化,也可能只是因为时间长,它们的可焊性可能下降,—不能保证在组装工艺中形成牢固的连接。
去掉这些元件中原有的镀金表面,通过浸渍均匀地在表面均匀地镀上一层新的可焊性好(表现出良好的润湿特性)的锡,在这些元件进行组装时,至少可以保证有比较高的成功率。
在引脚表面镀锡的另外一个原因是,是把表面无铅的现代元件转换为和锡铅组装兼容,这又是针对高可靠性产品。自从实施RoHS以来,锡铅表面处理元件的库存越来越少,所以这些元件必须在高温锡铅焊锡池中浸渍,以便适合在高可靠性产品中使用。
把这些元件在热焊锡中浸渍,如果处理得当,就可以“洗”掉元件上的锡,这样,就可以用锡铅焊锡给引脚妥善地重新上锡。在一个自动化引脚上锡系统中,需要具备两个焊锡罐的系统进行镀锡:一个焊锡罐吸收污染物一一必须对焊锡罐中焊锡纯度进行监控,当焊锡中的金或者不希望有的物质含量达到某个饱和点时,就要换用另一个焊锡罐。用第二个未用过的焊锡罐,把新鲜和无污染的焊锡对引脚重新镀锡。不要用一个焊锡罐做所有这些事!当然,反过来也是正常的一一为了把镀了锡铅的元件上的铅去掉,重新镀上锡,以便用于要求符合RoHS标准的元件,也要轮流使用两个锡罐。
虽然所有这些做法并不是常见的,但是,在要求电路板符合RoHS条例的现代产品中,电路板上有表面镀锡铅表面的传统元件的情况时,也需要镀锡。因此,我们要去掉引脚上的镀层或者表面处理,用RoHS兼容的镀层或者表面处理取而代之。减少锡晶须是引脚表面镀锡的另一个原因。减少锡晶须的重要性在于,在转到使用高含锡无铅合金时,似乎人人都关注锡晶须问题。365体育亚洲官方入口激光钢网
美国航空航天局曾发表论文说,实际上,减轻锡晶须和防止它们生长的唯一可靠方法,是把引脚浸在熔融合金中。这样做将在引脚表形成一层“熔合”的金属互化物,它不像非熔融电镀的表面处理一一这种表面处理颇像沙子上的涂层,它没有(和表面层下面的金属)熔合,在一定条件下容易生长锡晶须。
对于一个成功的引脚表面镀锡自动化工艺,有几个基本但非常关键的要求。如上所述,必而使用两个焊锡罐,一个用来把不要的金属洗掉,第二个是未受污染的罐,使用正确的合金对引脚重新镀锡。
第二个要求是焊锡罐中的焊锡是流动的,不是静止的,因为流动的焊锡(特别是在擦洗锡罐中的焊锡)会把引脚表面的污染或者把引脚表面的材料清除掉,如把金从邻近引脚的地方清除掉。当元件从焊锡中拉出时,流动的焊锡使污染不会被拉回来,不会沉积到元件的引脚上。对于第一个擦洗锡罐,对焊锡进行一定程度的搅动也十分重要,因为这样做实际上有助于去掉金或引脚上的焊锡。用机械的方法把元件保持在池中,就可以很容易做到这点。
在第二个焊锡罐中最好充氮气或者惰性气体,这样可以提高表面处理的光洁度,并减少锡渣,也减少毛刺和桥连的形成。这些都是人们真正关注的问题,尤其是使用无铅焊锡时。对助焊剂加以控制,并在惰性气体氛围中镀锡,这些只能在一个受控的环境才能真正做到,所以,一定要使用控制环境的自动化工艺。