在汽車電子、工業(yè)控制、航空航天及戶外設(shè)備領(lǐng)域,電子組件常常暴露在嚴(yán)酷的高溫環(huán)境中。焊點(diǎn)開裂、元器件失效、基板變形等問題頻發(fā),成為終端產(chǎn)品長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的隱患。作為專注高可靠性電子制造的SMT貼片加工廠,我們深刻理解高溫挑戰(zhàn),并通過系統(tǒng)性工藝創(chuàng)新,確保每一塊電路板在極端溫度下依然堅(jiān)若磐石。
一、 耐高溫基板材料的嚴(yán)苛篩選
-
核心考量: 選用具有高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和低熱膨脹系數(shù)的FR-4基材或特種高頻板材。重點(diǎn)評(píng)估其在經(jīng)歷多次回流焊和后續(xù)高溫工作狀態(tài)下的尺寸穩(wěn)定性,確保與元器件CTE盡可能匹配,減少熱應(yīng)力引發(fā)的分層或焊點(diǎn)疲勞。
-
工藝保障: 來料批次嚴(yán)格進(jìn)行Tg測(cè)試與熱機(jī)械分析(TMA),杜絕劣質(zhì)基板流入產(chǎn)線。
二、 高可靠性焊錫膏的選擇與管控
-
合金升級(jí): 摒棄常規(guī)SAC305,采用高溫性能更優(yōu)異的無鉛焊料合金。這類合金具有更高的熔點(diǎn)、更強(qiáng)的抗蠕變能力,在持續(xù)高溫環(huán)境下能有效抵抗晶須生長(zhǎng)和界面金屬化合物(IMC)過度增厚導(dǎo)致的脆性斷裂。
-
管控要點(diǎn): 焊膏存儲(chǔ)執(zhí)行嚴(yán)格的溫濕度雙控,使用前充分回溫?cái)嚢?;每批次錫膏印刷后進(jìn)行SPI(3D錫膏檢測(cè)),確保厚度、體積、形狀精度,避免少錫、連錫帶來的高溫隱患。
三、 關(guān)鍵元器件的預(yù)烘烤除濕工藝
-
MSL等級(jí)管理: 對(duì)所有進(jìn)廠元器件依據(jù)其潮敏等級(jí)(MSL)進(jìn)行嚴(yán)格分類管理。尤其對(duì)于MSL≥2a的芯片,拆封后必須立即評(píng)估暴露時(shí)間。
-
深度除濕: 超出規(guī)定暴露時(shí)間的元器件,必須執(zhí)行嚴(yán)格的預(yù)烘烤流程。此步驟徹底去除封裝內(nèi)部和引腳吸濕,杜絕回流焊時(shí)因“爆米花效應(yīng)”導(dǎo)致的內(nèi)部開裂或分層,這是高溫應(yīng)用的基礎(chǔ)保障。
四、 定制化的回流焊溫度曲線優(yōu)化
-
高溫耐受性評(píng)估: 針對(duì)板上耐溫性最弱的元器件(如鋁電解電容、特定連接器),精準(zhǔn)設(shè)定工藝窗口上限。
-
曲線關(guān)鍵點(diǎn)控制:
-
預(yù)熱區(qū)升溫斜率(1-2℃/s): 平穩(wěn)升溫,減少熱沖擊。
-
恒溫區(qū)(150-190℃): 充分活化助焊劑,均勻預(yù)熱整板,時(shí)間足夠(60-120秒)。
-
回流峰值溫度(245-255℃): 精確高于焊料液相線30-40℃,確保充分熔融潤(rùn)濕,但嚴(yán)格控制在最弱器件耐受極限之下。
-
液相線以上時(shí)間(TAL, 45-90秒): 充分保障焊點(diǎn)形成良好IMC,時(shí)間過短潤(rùn)濕不足,過長(zhǎng)則IMC過厚脆化。
-
冷卻斜率(<4℃/s): 控制降溫速度,減少熱應(yīng)力殘留。
-
五、 增強(qiáng)型底部填充膠應(yīng)用
-
價(jià)值凸顯: 針對(duì)BGA、CSP、PoP等大型芯片或關(guān)鍵器件,在完成貼裝測(cè)試后,點(diǎn)涂特制耐高溫底部填充膠。
-
高溫防護(hù)機(jī)理: 該膠水在高溫固化后形成高強(qiáng)度保護(hù)層,有效吸收并分散芯片與基板間因CTE差異產(chǎn)生的巨大熱應(yīng)力,顯著提升焊點(diǎn)抗疲勞壽命,尤其適用于高溫循環(huán)工況。
六、 高溫穩(wěn)定性三防漆涂覆
-
材料選擇: 選用耐高溫等級(jí)≥H級(jí)的改性聚氨酯(PU)、有機(jī)硅(Silicone)或丙烯酸樹脂。有機(jī)硅涂層尤其耐極端高溫(高達(dá)200℃)且柔韌性好。
-
防護(hù)效能: 涂層在元器件和焊點(diǎn)表面形成保護(hù)膜,隔絕高溫加速帶來的濕氣、腐蝕性氣體及污染物侵襲,防止電化學(xué)遷移(CAF)、漏電等失效,顯著提升電路在惡劣高溫高濕環(huán)境下的長(zhǎng)期可靠性。
七、 強(qiáng)化型可靠性測(cè)試與檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
-
標(biāo)準(zhǔn)加嚴(yán): 針對(duì)高溫應(yīng)用板卡,執(zhí)行遠(yuǎn)超通用標(biāo)準(zhǔn)的可靠性測(cè)試:
-
溫度循環(huán)試驗(yàn)(TCT): -40℃ ←→ +125℃(或客戶指定更高溫),循環(huán)次數(shù)≥1000次,嚴(yán)苛評(píng)估熱疲勞壽命。
-
高溫高濕存儲(chǔ)(HTHS): 85℃/85%RH條件下存儲(chǔ)≥1000小時(shí),驗(yàn)證材料穩(wěn)定性和防護(hù)效果。
-
高溫老化(Burn-in): 通電狀態(tài)下在125℃(或更高)環(huán)境持續(xù)工作≥168小時(shí),提前暴露潛在缺陷。
-
-
無損檢測(cè)強(qiáng)化: 運(yùn)用高分辨率 X-Ray檢查BGA、QFN等隱藏焊點(diǎn)質(zhì)量;微切片分析抽檢關(guān)鍵焊點(diǎn)IMC形態(tài)、厚度及內(nèi)部孔隙率。
高溫環(huán)境是SMT貼片可靠性的試金石。通過從材料源頭、精細(xì)制程到嚴(yán)苛驗(yàn)證的全鏈條工藝管控,1943科技將高溫挑戰(zhàn)轉(zhuǎn)化為可靠性優(yōu)勢(shì)。我們?yōu)槟a(chǎn)品的每一處焊點(diǎn)、每一個(gè)元器件提供堅(jiān)實(shí)保障,確保其在嚴(yán)苛熱環(huán)境下持久穩(wěn)定運(yùn)行,有效降低返修成本,延長(zhǎng)產(chǎn)品生命周期。如您正面臨高溫應(yīng)用電子組件的可靠性挑戰(zhàn),我們的工藝專家團(tuán)隊(duì)隨時(shí)為您提供定制化解決方案。