适应发展新需求的电子产品焊接技术分析

陈 芳

（鄂尔多斯职业学院，内蒙古 鄂尔多斯 017000）

0 引言

大数据、云计算新技术产品逐渐走进人们视野，并在一定程度上占据主流地位。电子产品的焊接技术的发展也无法不依靠这些新技术的应用，究其原因是社会对电子产品在外观、便捷以及是否可信任等方面的需求越来越大，这些需求对传统的电子产品焊接技术而言是个很大的难题。本文将就这一难题提出电子产品焊接技术的基本解决策略，以期为相关人员做出一些参考。

1 电子产品焊接技术所存在的问题

新技术电子产品层出不穷，电子产品焊接技术也在不断创新，要想不被世界淘汰，不被社会淘汰，只有伴随着技术发展同步进行，开发出适应社会发展需求的电子产品焊接技术。

1.1 电子元件存在的问题

从以前的电子产品焊接技术总结了解到，电子产品在组装方面伴随着很多难题。结果表明，虽然组装电子元器件通孔、组装SMT以及无铅化焊接等方面都有不小的成就，但这只是电子产品焊接技术中微不足道的小难题。虽然元器件焊盘微型化在过去十年里一直在改革创新，但是现在的研究开发所具有的那种焦急却是前所未有。微型化的封装也有弊端，即使它们可以从显微镜中被看到，但元器件是否具有很好的产品性能，是否可以被信任以及其产品形态方面是否可以更微型等，都是电子装配专家们所面临的挑战。

1.2 电子元件稳定生产存在的问题

让0201元器件和0.4 m的CSP器件的贴装小规模生产是可行的，而将此工艺在应用于大环境下的批量生产就很难了，其中需要引起人们重视的原因就是工艺的变化。众所周知，焊接工艺过程是极繁杂的。焊接材料除了能够适应极细微的缝隙大小和微型化物理尺度的需要，还要满足所有现代化制造设备的需要，包含无铅化性能、恰当的焊接温度、抗潮能力和各种技术需求。

新的技术要求对焊料的工艺造提出了挑战，主要是印刷模板的长宽比和表面积等。由此可见，焊接材料方面的新研究涉及从新型的粉末材料到活化剂，再联系到助焊剂，它们都必须适应电子产品微型化的发展。

1.3 电子产品的技术要求存在的问题

超微细间距元器件的应用范围逐渐增大，电子行业正从原先的0201元器件向01005元器件，以及0.4 mm CSP器件向0.3 am CSP器件方向进发，3型焊膏对于现在的微量涂布技术来说已经不够。但是并不是单单研究从3型焊膏向4型焊膏的过渡就能解决问题。4型焊膏材料需要经过升级才能适应微型化的需要。这样一来，升级代表了愈加严谨的工艺制造过程，不光是指颗粒物大小，还涵盖了颗粒物在材料里面的状态。

1.4 电子产品焊接材料性能存在的问题

粉末技术在向超微细尺寸进展以及全面增加焊料性能起很大作用，特别是在助焊剂系列。粉末技术在产品生产中，0201元器件的需求呈增加趋势，手持终端设备为主要方面，需要愈加精细焊膏涂布，在生产工艺方面出现新的难题。

然而在这些难题中，葡萄串现象出现的频率最高。有些部分的焊接材料会有葡萄串的情况，而导致这种情况的原因是极度的微型化。然而就普通的焊料来说，这几乎不可避免。应用了少量的焊膏，助焊剂量又不可无限使用，焊料颗粒物表面积与助焊剂之间的比值不易构成完美的焊点，由此相对应的表面氧化作用就会加大，从而构成了葡萄串现象。而助焊剂的作用是消除发生在金属材料表面的氧化物，包括其中的球形物。表面积提高了，对活性的需求也大大提高。[1]很大程度上来说，在涂布表面的颗粒物上会产生粉末氧化作用。但是如果焊接材料表面相对数量的加大，对助焊剂的要求也会提高。如果存在于较高的温度中，金属表面的氧化物则会产生融化，从以前的焊接材料看来，助焊剂几乎不能改善这个现象。

2 电子产品焊接技术的可行性策略

2.1 对颗粒尺寸的改革

目前，电子产品的焊接技术规定还没有决定颗粒物最大尺寸的范围，虽然在J-STD006A中规定了颗粒物尺寸大小的范围，然而专家却提议减小其分布范围，原因在于缩减颗粒物尺寸可以减少一些难题。如今，电子产品焊接技术在减少四型颗粒物的分布和尺寸的同时，也重视粉末生产办法以及如何维护好其表面的光亮洁净程度，这也是降低其表面氧化的根基部分。四型焊膏材料包含的较小颗粒物面对较高的面积与体积比值，也提高了氧化作用的概率。如若不进行管控，氧化就可以产生很多其他难题，例如焊接不良、润湿不良，以及形成葡萄串状况，然而其中最难以解决的是葡萄串这一现象。

2.2 对颗粒大小分布的改革

要想有效控制颗粒物大小分布范围，从印制模板上产生出来的焊膏完整入手是个不错的选择。大尺寸的颗粒物绝大多数会因为限缝尺寸微型化受到限制，这样一来就会产生焊膏释放不足够以及存在不可挽回的后果的状况。而当今的粉末生产技术早已经让产品状态持续稳定，并且有光滑的表面，更进一步说在粉末颗粒物的直径尺寸方面可以达到小于35 μm。

在最新的四型焊膏材料中可以看到焊膏颗粒物的上限和下限都被完美地降低，实现了150 μ隙缝的80 μm厚印刷模板的高速印刷这一目标，而且极为稳定可靠。

然而，由于采用了新颗粒的材料应用，这些措施能够减少葡萄串状况。颗粒物在极其紧密分布范围的表面光滑的环境下，联结颗粒物尺寸上限和下限可控情况，能够在一定程度上改变从印刷模板上释放出来的焊膏量，令焊料涂布达到均匀分布的目标，减少金属表面面积，从而接近最优良的涂布表面积与体积的比值。

2.3 对焊接材料的改革

事实证明最新的焊膏助焊剂配方，可以在活化性能上保持充足，并且可以降低再次产生氧化作用的概率，葡萄串现象也很快被消灭。在进行了升级以后，新型的焊接材料与传统的焊接材料对比来说，如果能够适应微型化，那么日常的焊接材料很难清除。因为使用极其少量的焊膏量，又因为助焊剂量存在限制，焊料颗粒物表面积与助焊剂之间的比值不会有适当的焊点，联结的表面氧化作用就会提高，葡萄串情况由此形成[2]。

在焊膏内，助焊剂清除产生在金属材料表面的氧化物，甚至涵盖了焊膏中的球形物来构成优良的适当的焊点的作用。另一方面，助焊剂也可以在焊接实施期间防护焊膏的颗粒物，减少它们发生再次氧化现象的概率。

3 适应发展新需求中的思考问题

除此以外，电子产品焊接过程中的难题就是如何处理微型元器件，而且更麻烦的问题是如何高效率地在贴装大型元器件时还能装贴好微小的元器件。新型的焊膏材料能够同时为大体积和小体积的涂布操作提供足够的需求，然而印刷模板总是会有缺陷。要想完美设计出一块印刷模板，并且可在一次印刷过程中同时完成批量涂布和部分涂布是很困难的，在再次印刷的时候也有不小的困难，由此可见浸泡助焊剂是可行的。

传统的浸泡助焊剂从本质上来说，完全能够提高焊点形状所要求的活化需求，然而如何维护好这样的焊点是我们该思考的。就像有了毛细的作用，底部填充就需要流体来充斥，这种运动形式是唯一的，当然若是具有足够的流体流动并能完成全覆盖这一目标则更好。要注意的是，这不是一个很容易达到的目标，在思考到新型元器件的几何大小的同时还需要考虑是否有可以取代的。

4 结语

电子产品的焊接技术是不可或缺的，工业制造业水平，甚至连国家的工业发展情况都可以从电子焊接技术看出来。要想让焊接技术稳步提升，推进我国工业发展，必须加大对焊接技术重视程度，实时关注焊接技术的进展，根据我国工业的实情，加强电子焊接技术开发工作，提高技术水平，促进工业生产。