作者：Mark Currie(Henkel电子集团)

无铅焊点中气泡的数量究竟不超过多少算达标，气泡是否会引起长期可靠性，关于这些问题，人们在争论不休。不过有一点是肯定的：比起锡铅焊点，无铅焊点更容易产生气泡，促使气泡形成的原因很多。

关于气泡形成的原因，已经做了大量的研究。henkel公司深入研究了材料与气泡形成之间的关系。使用SAC合金时，为了达到预期的湿润和最终的相互连接，比起锡铅焊膏中的助焊剂，SAC焊膏中的助焊剂必须在更高的温度下起作用。助焊剂的工作温度更高，SAC合金的表面张力也比锡铅合金大，挥发物陷在熔化了的焊料中的可能性增大了。这些挥发物不能轻易地从熔化了的焊料中排出，焊料一旦凝固，这些化合物就会留在焊料中，形成气泡。

Henkel公司以前发表的研究报告讨论了利用低气泡焊膏来缓解与无铅焊点气泡形成有关的机械和电气方面的问题的好处。使用低气泡焊膏，例如Henkel公司的Multicore LF系列材料，能够大量减少气泡，但是关于减少气泡和提高焊点的长期可靠性，还要考虑到许多其他因素。

Henkel公司最网的研究揭示，选用什么助焊剂和sac合金会影响无铅焊点的气泡的数量和大小，不仅如此，焊盘的表面处理也起重要的作用。在研究这个问题时，Henkel公司的科学家把重点放在材料参数对气泡形成的影响，而不是工艺参数的影响。

这些参数是无铅合金的类型、印刷电路板焊盘表面处理和助焊剂的成分。这项研究比较了sac焊料合金和锡银合金，并且研究了各种印刷电路板焊盘表面处理（纯铜、OSP铜、浸银和金镍），使用了成分不同的四种助焊剂。测定了三种不同BGA元件（BGA56、TBGA132和uCSP98）的焊点和焊料凸点中气泡的数量。

这项研究表明，气泡数量受助焊剂的配方、表面处理（纯铜和OSP铜表面产生的气泡比金镍或者浸银表面多）和焊料合金（锡银焊料焊点的气泡比锡银铜焊料焊点的气泡少）的影响。虽 还需要进行更深入的研究，但是数据表明，使用锡铅合金或者至少像 SAC305这种含铜量较少的合金能够大量减少无铅焊点中气泡的数量。不过，值得一提的是，锡银焊料产生气泡较少，但是还要针对锡铅焊点的长期可靠性做进一步分析。

那么，表面处理的作用是什么呢？为什么铜表面和osp铜表面不如镍金表面或者浸银表面呢？一个可能的解释是在不同表面网的湿润速度不同。

当我们尝试着湿润铜表面时，因为焊料在铜表面网的表面张力或者接触角度比焊料在金表面网的大，所以焊料铺展的情况较差。换句话说，对于铜表面，助焊剂清洁表面和焊料湿润整个焊盘的速度比较慢，对于金表面则比较快。由于湿润速度比较慢，更多挥发物陷在熔化了的焊料中的可能性比较高，因此，气泡可能会增多。建议所有的制造商都改用ENIG（化学镀镍浸金）焊盘是不实际的，但是用这种表面处理的结果显然是最好的。不过，因为在工艺和可靠性方面存在其他问题，例如，再流焊中的“黑色焊盘”——这与ENIG有关，所以不能完全肯定这种解决办法。对那些打算继续使用纯铜焊盘或者osp表面处理的焊盘的公司来说，与标准的无铅焊膏相比，Henkel 公司的低气泡焊膏——Multicore LF318和 Multicore LF328，可以得到较好的结果，因为它们极干净，产生的气泡较少。随着不断加深对无铅的了解，在这个独特的制造环境，我们会遇到更多问题，并且找到解决的办法。

Henkel公司仍然认为有一点气泡还是可以接受的，但是最理想和最可靠的解决办法还是采取必要的措施减少气泡。显然，对于无铅，要从材料的各个方面来解决气泡问题：合适的助焊剂材料、合适的表面处理和合适的合金。

更多有关Henkel的低气泡无铅焊膏产品线的信息，例如Multicore LF318和Multicore LF328，请登陆网址：www.electronics.henkel.com，或者联系我们。