適應發展新需求的電子產品焊接技術分析

陳 芳

（鄂爾多斯職業學院，內蒙古 鄂爾多斯 017000）

0 引言

大數據、云計算新技術產品逐漸走進人們視野，并在一定程度上占據主流地位。電子產品的焊接技術的發展也無法不依靠這些新技術的應用，究其原因是社會對電子產品在外觀、便捷以及是否可信任等方面的需求越來越大，這些需求對傳統的電子產品焊接技術而言是個很大的難題。本文將就這一難題提出電子產品焊接技術的基本解決策略，以期為相關人員做出一些參考。

1 電子產品焊接技術所存在的問題

新技術電子產品層出不窮，電子產品焊接技術也在不斷創新，要想不被世界淘汰，不被社會淘汰，只有伴隨著技術發展同步進行，開發出適應社會發展需求的電子產品焊接技術。

1.1 電子元件存在的問題

從以前的電子產品焊接技術總結了解到，電子產品在組裝方面伴隨著很多難題。結果表明，雖然組裝電子元器件通孔、組裝SMT以及無鉛化焊接等方面都有不小的成就，但這只是電子產品焊接技術中微不足道的小難題。雖然元器件焊盤微型化在過去十年里一直在改革創新，但是現在的研究開發所具有的那種焦急卻是前所未有。微型化的封裝也有弊端，即使它們可以從顯微鏡中被看到，但元器件是否具有很好的產品性能，是否可以被信任以及其產品形態方面是否可以更微型等，都是電子裝配專家們所面臨的挑戰。

1.2 電子元件穩定生產存在的問題

讓0201元器件和0.4 m的CSP器件的貼裝小規模生產是可行的，而將此工藝在應用于大環境下的批量生產就很難了，其中需要引起人們重視的原因就是工藝的變化。眾所周知，焊接工藝過程是極繁雜的。焊接材料除了能夠適應極細微的縫隙大小和微型化物理尺度的需要，還要滿足所有現代化制造設備的需要，包含無鉛化性能、恰當的焊接溫度、抗潮能力和各種技術需求。

新的技術要求對焊料的工藝造提出了挑戰，主要是印刷模板的長寬比和表面積等。由此可見，焊接材料方面的新研究涉及從新型的粉末材料到活化劑，再聯系到助焊劑，它們都必須適應電子產品微型化的發展。

1.3 電子產品的技術要求存在的問題

超微細間距元器件的應用范圍逐漸增大，電子行業正從原先的0201元器件向01005元器件，以及0.4 mm CSP器件向0.3 am CSP器件方向進發，3型焊膏對于現在的微量涂布技術來說已經不夠。但是并不是單單研究從3型焊膏向4型焊膏的過渡就能解決問題。4型焊膏材料需要經過升級才能適應微型化的需要。這樣一來，升級代表了愈加嚴謹的工藝制造過程，不光是指顆粒物大小，還涵蓋了顆粒物在材料里面的狀態。

1.4 電子產品焊接材料性能存在的問題

粉末技術在向超微細尺寸進展以及全面增加焊料性能起很大作用，特別是在助焊劑系列。粉末技術在產品生產中，0201元器件的需求呈增加趨勢，手持終端設備為主要方面，需要愈加精細焊膏涂布，在生產工藝方面出現新的難題。

然而在這些難題中，葡萄串現象出現的頻率最高。有些部分的焊接材料會有葡萄串的情況，而導致這種情況的原因是極度的微型化。然而就普通的焊料來說，這幾乎不可避免。應用了少量的焊膏，助焊劑量又不可無限使用，焊料顆粒物表面積與助焊劑之間的比值不易構成完美的焊點，由此相對應的表面氧化作用就會加大，從而構成了葡萄串現象。而助焊劑的作用是消除發生在金屬材料表面的氧化物，包括其中的球形物。表面積提高了，對活性的需求也大大提高。[1]很大程度上來說，在涂布表面的顆粒物上會產生粉末氧化作用。但是如果焊接材料表面相對數量的加大，對助焊劑的要求也會提高。如果存在于較高的溫度中，金屬表面的氧化物則會產生融化，從以前的焊接材料看來，助焊劑幾乎不能改善這個現象。

2 電子產品焊接技術的可行性策略

2.1 對顆粒尺寸的改革

目前，電子產品的焊接技術規定還沒有決定顆粒物最大尺寸的范圍，雖然在J-STD006A中規定了顆粒物尺寸大小的范圍，然而專家卻提議減小其分布范圍，原因在于縮減顆粒物尺寸可以減少一些難題。如今，電子產品焊接技術在減少四型顆粒物的分布和尺寸的同時，也重視粉末生產辦法以及如何維護好其表面的光亮潔凈程度，這也是降低其表面氧化的根基部分。四型焊膏材料包含的較小顆粒物面對較高的面積與體積比值，也提高了氧化作用的概率。如若不進行管控，氧化就可以產生很多其他難題，例如焊接不良、潤濕不良，以及形成葡萄串狀況，然而其中最難以解決的是葡萄串這一現象。

2.2 對顆粒大小分布的改革

要想有效控制顆粒物大小分布范圍，從印制模板上產生出來的焊膏完整入手是個不錯的選擇。大尺寸的顆粒物絕大多數會因為限縫尺寸微型化受到限制，這樣一來就會產生焊膏釋放不足夠以及存在不可挽回的后果的狀況。而當今的粉末生產技術早已經讓產品狀態持續穩定，并且有光滑的表面，更進一步說在粉末顆粒物的直徑尺寸方面可以達到小于35 μm。

在最新的四型焊膏材料中可以看到焊膏顆粒物的上限和下限都被完美地降低，實現了150 μ隙縫的80 μm厚印刷模板的高速印刷這一目標，而且極為穩定可靠。

然而，由于采用了新顆粒的材料應用，這些措施能夠減少葡萄串狀況。顆粒物在極其緊密分布范圍的表面光滑的環境下，聯結顆粒物尺寸上限和下限可控情況，能夠在一定程度上改變從印刷模板上釋放出來的焊膏量，令焊料涂布達到均勻分布的目標，減少金屬表面面積，從而接近最優良的涂布表面積與體積的比值。

2.3 對焊接材料的改革

事實證明最新的焊膏助焊劑配方，可以在活化性能上保持充足，并且可以降低再次產生氧化作用的概率，葡萄串現象也很快被消滅。在進行了升級以后，新型的焊接材料與傳統的焊接材料對比來說，如果能夠適應微型化，那么日常的焊接材料很難清除。因為使用極其少量的焊膏量，又因為助焊劑量存在限制，焊料顆粒物表面積與助焊劑之間的比值不會有適當的焊點，聯結的表面氧化作用就會提高，葡萄串情況由此形成[2]。

在焊膏內，助焊劑清除產生在金屬材料表面的氧化物，甚至涵蓋了焊膏中的球形物來構成優良的適當的焊點的作用。另一方面，助焊劑也可以在焊接實施期間防護焊膏的顆粒物，減少它們發生再次氧化現象的概率。

3 適應發展新需求中的思考問題

除此以外，電子產品焊接過程中的難題就是如何處理微型元器件，而且更麻煩的問題是如何高效率地在貼裝大型元器件時還能裝貼好微小的元器件。新型的焊膏材料能夠同時為大體積和小體積的涂布操作提供足夠的需求，然而印刷模板總是會有缺陷。要想完美設計出一塊印刷模板，并且可在一次印刷過程中同時完成批量涂布和部分涂布是很困難的，在再次印刷的時候也有不小的困難，由此可見浸泡助焊劑是可行的。

傳統的浸泡助焊劑從本質上來說，完全能夠提高焊點形狀所要求的活化需求，然而如何維護好這樣的焊點是我們該思考的。就像有了毛細的作用，底部填充就需要流體來充斥，這種運動形式是唯一的，當然若是具有足夠的流體流動并能完成全覆蓋這一目標則更好。要注意的是，這不是一個很容易達到的目標，在思考到新型元器件的幾何大小的同時還需要考慮是否有可以取代的。

4 結語

電子產品的焊接技術是不可或缺的，工業制造業水平，甚至連國家的工業發展情況都可以從電子焊接技術看出來。要想讓焊接技術穩步提升，推進我國工業發展，必須加大對焊接技術重視程度，實時關注焊接技術的進展，根據我國工業的實情，加強電子焊接技術開發工作，提高技術水平，促進工業生產。