在表面贴装组装过程中，除了改变物料外，转向无铅(Pb-free)也是导致温度大幅升高的原因。在表面组装再流焊的初步试验中，已注意到铝液电解电容器（V-chip）在采用表面贴装形式下外壳开始变形，特别关注的不仅是肉眼观察到的组件大小的变化，还有损害电容器功效的可能性。

为了评估这个问题，使用了大量的V片式电容器，并做出两组系列的试验，在第一组，对大小不同和电解液组成的电容器置于变更的再流焊条件下，并保持在峰值温度下，直至观察到铝外壳出现变形，根据在这个试验中测定的变形时间（time to deformation）和根据J-STD-020C标准规定的再流焊参数，将数量有限的V片式电容器置于模拟的再流焊环境下，然后，接受极高加速寿命测试。结果表明，预测的最严重的变形是电容器的体积，在合理的无铅再流焊条件下，最小和最大外壳皆潜在有变形的可能。

 
图1、铅液电解电容器（左）在经过历长时间无铅再流焊温度出现外壳变形（膨胀）

在加速电解液蒸发的条件下，在将V片式电容器置于递升的温度条件下时，就显示出在再流条件下或出现/没有出现外壳变形的情况下，达到出现故障的时间（time to failure）的有限差别，此与再流焊环境或外壳是否变形有关。

关注的主要问题

向无铅制造转移，以保证符合RoHS法规的要求，使得推向市场的产品存在未知的可靠性问题，这是人们最为关注的问题，其中已界定的特殊区域，即：表面组装铝液电解电容器（又名V-chip）在承受无铅再流焊所要求的温度时，出现膨胀或变形现象（见图1）。初步报告只是在观察的基础上，可提供为工艺指导或电容器性能退化方面的量化数据数据甚少。

此项研究的目的是为业界提供V-chip电容器对外壳变形的敏感性作出的初步解释，并评估在经历无铅再流焊后潜在的可靠性问题。

为研究有关电解液成分、电容器尺寸和额定电压的影响，而选择出一系列的电解电容器，在这次研究中所使用的各种不同电容列在表1中，所有电容器经初步检验，以便确认它们是否潜在有任何异常现象或毛病，结果未发现有异常。

 
图2、J-STD-020C中规定的无铅再流焊温度曲线

再流敏感度（Reflow Sensitivity Level，RSL）乃描述表面组装铝液电解电容器在经历了递升的再流焊温度及延长时间时呈现出的潜在变形或退化，为了评估再流敏感度，电容器要经历改变了无铅再流温度曲线。

试验

步骤
将同一类型的3个电容器放进再流焊模拟室中，用K类型热电偶来调校室内温度，其是用Kapton胶纸贴在其中一电容器的铝外壳顶部。

调节时间/温度特性，确保预热和升温速率与无铅再流焊曲线吻合，根据IPC/JEDEC J-STD-020C非密封固体表面组装组件的温度/再流敏感度分类，选取特定的参数（参见图2），电容器以每秒3℃的速率递升至190℃的预热温度，在此温度滞留120秒，然后，又以每秒3℃的速率提高至峰值温度，使电容器保持在峰值温度上，直至观察到铝质外壳出现实验变形。

 
图3、在235摄氏度峰值再流焊温度下的变形时间与电容器体积的关系，红色方块表示宽温度或长寿命电容器

选择235℃和260℃的峰值温度，这两个温度是依据推荐使用的锡/银/铜（SAC）焊料合金的最低再流焊温度和J-STD-020C规定的期望的峰值温度。

在235℃和260℃的变形时间（time to Deformation）的结果分别显示于图3和图4中，有一电容器在上升至235℃的峰值温度时出现变形，所以，未显示于图3中。

讨论

在仔细阅读图3和图4的初步结果后，发现有这样几个趋向，变形时间似乎与电容器体积密切相关，最大的变形时间出现在中等体积（100-500mm3）上，最小和最大电容器似乎最易于变形，在235℃下最小电容器和几个在260℃下的电容器都在J-STD-020C所规定的40秒的滞留时间之前出现变形，间接地说明，最小与最大的表面组装铝液电解电容器会在苛刻的无铅再流焊中出现变形。
外壳变形与体积关系是根据以下几点来推测，第一点是在系统中引入足够的能量，使温度上升至超过电解液的沸点，电容器外部的温度被视为能量流入系统，这是放置热电偶的地方，电解液的热容量取决于系统内显示的电解液克分子量，其与引入系统的能量有△T的关系，所以，对已确定的外界温度而言，小的电容器与周围环境达至平衡的速度比大电容器还要迅速。