SMT焊接机理与可焊性
熔融焊料在被焊金属均匀、平滑,连续并且附著着牢固的洁合的过程称之润湿(良好焊接)其机理非常复杂,涉及物理学、化学、金属工艺学、电学和材料学等相关知识,因此熟悉有关焊接的基础理论,才能面对焊接中出现的各种问题。
SMT焊接过程是将焊膏事先放置在元件与PCB焊盘之间加热,通过锡膏的熔化,从而将元件与PCB连接起來。
一. 焊接机理
1.焊料和被焊金属表面必須清洁,沒有氧化层,沒有污染,当焊料与被焊金属之间存在有氧化物或污染时这些氧化物就会成为障碍熔化的金屬原子自由接近,这样就不会产生润湿作用,因此在回流焊过程中尽管在元件与焊盘之间涂覆了锡膏并且被热,但如果元件或PCB上一出现严重氧化,则仍然得不到良好的焊接效果,就会产生虛焊,元件树起等的品质缺陷.
| 2.在润湿同时焊料与被焊金属也存在着一种润湿力,即互相吸引作用. | |||||||||
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3.表面張力:即是物体产生的向內或向下的收缩力,在焊接过程中,它的存在会导致各种焊接缺陷,同时焊料的表面張力与焊料与被焊金属之 间润湿力的方向相反,非常不利焊接,但是表面張力是物质的特性,只能改变它而不能取消它,在焊接中设法降低焊料的表面张力以提高焊料的润 湿性,可以通过下列方法减小表面张力 a. 升高焊料的溫度 b. 增加活性剂,有效地减小焊料的表面张力,并同时可以去除焊料的表面氧化层,至今仍是焊接过程中一項不可缺少的工艺 c. 改善介質质环境,用氮气减小表面张力,提高焊接质量. 二. 可焊性 |
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1.在SMT中同一块组件板上有许多不同元件进行焊接,为了实现在同一溫度和时间內一次完成,必须要求各种元件的引脚及PCB焊盘的可焊 性必须相适应.在可焊性的测试里,有多种方法对材料的可焊性进行测试评价,最为常用方法如下: a. 将焊料加热245士5℃并保持. b. 将涂有焊剂的样品夾在具中. c. 先将熔融焊料液面上的氧化物及焊剂留物撇去. d. 将涂有焊剂的样品与焊料面成20°~45°斜角,以每秒大約25MM的速度浸入熔融焊料中. e. 样品在熔融焊料中停留5S f. 样品以大约每秒25MM的速度从焊料中提出通过空气冷却. g. 在30倍显微鏡檢查试验样品焊料铺展连续的覆盖面(焊料覆盖面积达到95%以上才合格). 三. 元件的耐焊接热溫度能力 元件的可焊性还包括元件的耐焊接热能力,通常在焊接过程为了保证元件引脚达到良好焊接溫度,元件引脚及PCB焊盘必须加热到相应的 溫度,因此元件应能承受焊接高溫,通常元件能承受焊接溫度不低于260℃/30S的停留溫度. 四. 元件保管 元件的可焊性是非常重要,为了减少元件在空气中氧化,元件通常总是密封包装,IC则用真空空袋包装,良好的储存环境应为30℃以下,相对 湿度低于60%,对于已拆封的元件应即时用完,对沒有用完的元件,但又已经拆封的,则应存放在密封、干燥或充氮气的专用柜中. 总之对元件的可焊性应有足够的认识,过高的溫度、过长的时间和潮湿的环境均会造成元件引脚可焊性变差. |
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