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影響PCBA焊接質量與厚度的因素
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- 發(fā)布時間： 2024-09-24
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【概要描述】
一般而言，PCBA焊接（金屬間結合層）的質量與厚度跟焊料有很大的關系，而焊料的合金成分是決定焊膏的熔點及焊點質量的關鍵參數。從一般的潤濕理論上講，大多數金屬較理想的釬焊溫度應高于熔點（液相線）溫度（15.5～71℃）。對于Sn系合金，建議在液相線之上30～40℃左右。下面我們以Sn-Pb焊料合金為例，來分析合金成分對熔點及焊點質量的影響。
不過在介紹合金成分之前，先給大家簡單介紹一下共晶合金：所謂共晶焊料就是由固相變液相或由液相變固相均在同一溫度下進行，在此組分下的細小晶?；旌衔锝凶龉簿Ш辖?。當溫度升溫達到共晶點時，固相焊料全部呈液相狀態(tài)；當溫度降到共晶點時，液相焊料冷卻凝固全部變成固相狀態(tài)。正因如此，共晶合金在熔化和凝固過程中沒有塑性范圍。而合金凝固溫度范圍（塑性范圍）對焊接的工藝性和焊點質量影響極大。比如塑性范圍大的合金，在合金凝固、形成焊點時需要較長時間，如果在合金凝固期間PCB和元器件有任何振動（包括PCB變形）都會造成“焊點擾動”，并可能造成焊點開裂，從而使設備過早損壞。
在Sn-Pb合金配比中，共晶合金的熔點最低。63Sn-37Pb共晶合金（B點）的熔點為183℃，PCB焊接溫度也最低，在210～230℃左右，焊接時不會損壞元件和PCB電路板。其他任何一種合金配比的液相線都比共晶溫度高，如40Sn-60Pb（H點）的液相線為232℃，其SMT貼片焊接溫度在260～270℃左右，顯然焊接溫度超過了元件和PCB印制板的耐受極限溫度。因此當焊點溫度降到共晶點時凝固形成的結晶顆粒最小，結構最致密，焊點強度最高。
最后總結一下，為了保證PCBA焊接質量，在選擇焊料時，不管是傳統(tǒng)的Sn-Pb焊料還是無鉛焊料，焊料的合金成分都要盡量達到共晶或近共晶要求。此外，合金粉末表面的氧化物含量也會影響焊膏的可焊性。雖然助焊劑有清洗金屬表面氧化物的功能，但如果是比較嚴重的氧化問題也不能完全去除。所以要求合金粉末的含氧量應小于0.5%，最好控制在80x10的負6次方以下。
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