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SMT焊点的工艺条件

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焊点的微观结构受所使用工艺的影响。在所有其他条件相同的情况下-----同样的合金同、同样的PCB焊查表面处理、相同的元器件,焊点的微观结构会随着工艺参数的改变而改变。对于一个已知的系统,在形

成焊点的SMT贴片加工工艺中,影响焊点微观结构形成的工艺参数包括加热参数和冷却参数。


1、加热参数

在焊接工艺的加热阶段,起关键作用的参数是峰值温度和温度高于液相线的时间。更高的峰值温度或更长的液相线的时间,将会在焊点的界面和焊点内部形成过多的金属间化合物。在促使形成金属间化合物过

多的条件下,界面上的金属间化合物厚度增加。峰值温度足够高和温度高于液相线的时间延长时,金属间化合物会增多,并且向pcb焊点内部迁移。

在极端情况下,金属间化合物会出现在焊锡的自由表面上,造成焊点外观改变。外观的变化直接反映微观结构的改变。可以预计,所有三种形式金属间化合物的机制和现象会对焊点产生不利的影响,或者体现

在焊点的外观方面,或者体现在焊点的机械性能方面。

必须指出,PCB焊盘的镀层性质与焊锡成分的治金亲和力可能会影响焊点微观结构的形成。如浸锡、浸银、OSP,HASL表面处理,它们参与界面反应的是Cu,它在熔融Sn中的扩散速度是Ni的8.6倍,容易形

成比较厚的IMC层,而ENIG表面处理形成的NiSn金属间化合物厚度相对要薄一些。

2.冷却参数

冷却速率越快,形成的微观结构越细小。对于锡铅共晶合金,缓慢的冷却速率使微观结构更接近于平衡状态。

共晶焊锡的微观结构往往由63Sn/37Pb呈现的特有薄层聚集体组成。随着冷却速率提高,薄层聚集体结构的退化增加,最终消失。对于PCBA无铅焊锡,如SAC,更快的冷却速率也会产生更细小的锡晶粒。人

们普遍认为冷却速率上升会在锡块中产生更细小的晶粒(金相)结构,但这个一般规律往往会由于界面边界和焊点界面的治金反应而变得复杂。

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