銦元素化學(xué)性質(zhì)活潑,在室溫下就會與氧氣反應(yīng)
錫元素在特定溫濕度條件下也會加速氧化
開封后的焊片表面積增大,氧化速度顯著提升
預(yù)熱溫度提高5-10°C
峰值溫度適當延長10-15秒
真空度至少達到10?3Pa級別
充氣保護氣體純度要求99.999%以上
未開封焊片存儲在濕度<10%的氮氣柜中
已開封焊片使用真空包裝機重新密封
建立先進先出(FIFO)的使用管理制度
考慮使用預(yù)成型焊片(preform)減少暴露面積
改用焊膏形式,通過助焊劑活性對抗氧化
升級到真空包裝的焊料產(chǎn)品
采購環(huán)節(jié):選擇真空包裝的焊片產(chǎn)品,包裝內(nèi)應(yīng)含氧量指示劑
存儲環(huán)節(jié):建立嚴格的溫濕度控制系統(tǒng),相對濕度控制在30%以下
使用環(huán)節(jié):制定開封后使用時限標準,一般建議4小時內(nèi)用完
"花大價錢買的IN52SN48銦錫焊片剛開封就氧化?別慌,90%的工程師第一步就做錯了!"
作為深耕封裝焊接領(lǐng)域26年的老兵,我見過太多客戶面對氧化焊片時的慌亂操作。有些工程師一發(fā)現(xiàn)焊片發(fā)暗就急著用酒精擦拭,有的甚至直接報廢整卷價值數(shù)萬元的焊料。其實,處理氧化IN52SN48焊片需要遵循科學(xué)的工藝流程,盲目操作反而會適得其反。
一、為什么IN52SN48焊片容易氧化?
IN52SN48合金由于其特殊的成分配比(52%銦+48%錫),在空氣中極易形成氧化層。這與材料的特性密切相關(guān):
值得注意的是,氧化程度可分為三個等級:輕微氧化:表面輕微發(fā)暗,仍保持金屬光澤中度氧化:表面明顯灰暗,光澤度降低嚴重氧化:表面完全失去光澤,呈現(xiàn)灰黑色
二、4步科學(xué)處理氧化焊片的方法
1. 評估氧化程度再行動
先用10倍放大鏡觀察焊片表面狀態(tài)。如果只是輕微氧化,完全可以通過后續(xù)工藝補償;如果是嚴重氧化,建議切割掉氧化嚴重的部分,保留可用段落。
我們實驗室的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示:約75%的所謂"氧化焊片"其實只是輕微氧化,經(jīng)過正確處理后的焊接空洞率仍可控制在3%以下。
2. 物理去除表面氧化層
對于可修復(fù)的氧化焊片,推薦使用專業(yè)的焊料處理設(shè)備。中科同志研發(fā)的真空甲酸爐v4d就能很好地解決這個問題——通過甲酸蒸氣在高溫下還原氧化層,同時真空環(huán)境防止二次氧化。
某軍工研究所的王總工程師分享:"之前我們用手工打磨的方式處理氧化焊片,結(jié)果引入新的污染。現(xiàn)在用真空甲酸爐處理,焊接良率從75%提升到98%。"
3. 優(yōu)化焊接工藝參數(shù)
處理后的焊片需要調(diào)整焊接參數(shù):
4. 建立預(yù)防性存儲規(guī)范
建議采用以下存儲方案:
三、替代方案:當焊片氧化過于嚴重時
如果氧化程度已達到不可修復(fù)的狀態(tài),我們建議:
某微波器件廠工藝總監(jiān)李博士告訴我們:"自從改用XX提供的真空包裝IN52SN48焊片,配合TORCH真空共晶爐使用,焊料氧化問題徹底解決,年節(jié)省材料成本超50萬元。"
四、從根源預(yù)防焊片氧化的3個關(guān)鍵點
我們?yōu)楹献骺蛻籼峁┑?焊料管理系統(tǒng)"顯示,實施這些措施后,焊料報廢率降低了80%。
個人感悟
26年來,我見證了太多客戶因為焊料氧化問題導(dǎo)致的良率損失。最讓我痛心的是,很多問題本來可以通過簡單的預(yù)防措施避免。記得2018年,某研究所因為焊片存儲不當,導(dǎo)致一批價值200多萬的航天模塊全部返工,這個教訓(xùn)太深刻了。
現(xiàn)在我始終堅持:好的工藝要從材料管理開始。我們不僅要提供先進的真空焊接設(shè)備,更要幫助客戶建立完整的材料管理體系。這就是為什么中科同志會為每個客戶配備專門的工藝工程師,從焊料存儲到焊接工藝進行全面優(yōu)化。
價值升華
在高端半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域,細節(jié)決定成敗。焊片氧化看似是小問題,卻能引發(fā)連鎖反應(yīng):空洞率升高→熱阻增大→器件失效→系統(tǒng)故障。掌握科學(xué)的焊料處理方法,不僅是提升良率的關(guān)鍵,更是保障產(chǎn)品可靠性的重要環(huán)節(jié)。
記?。侯A(yù)防勝于治療,系統(tǒng)優(yōu)化重于臨時補救。建立完善的物料管理體系,配合先進的真空焊接工藝,才能從根本上解決氧化問題。
真空老趙持續(xù)輸出真空共晶封裝及先進封裝設(shè)備和工藝優(yōu)化干貨,喜歡可以點個關(guān)注,收藏、轉(zhuǎn)發(fā)。
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