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回流焊接中的微妙过程

发表时间:2014-11-18 09:48:49 作者: 来源:


 

  对于工作在回流焊工艺的人员来说,有铅、无铅回流焊的基本原理都很容易理解。首先是在PCB板的表面贴装元件焊盘上印刷锡膏,通过自动贴片机把SMD贴放到印制好锡膏的焊盘上。然后放置于回流焊炉中逐渐加热,等到融化锡膏,再进行冷却,此时焊锡凝固,自然把元件和焊盘牢牢地焊接到一起了。

    在回流焊接工艺中,焊盘和元件管脚都是不会融化的。由于锡膏中的成分主要是由锡铅合金的粉末和助焊剂混合而成的,在受热的条件下,融化的焊锡材料中的锡原子和焊盘或焊接元件的接触界面原子相互扩散,形成金属间化合物,首先形成的Cu6Sn5,称n-phase,它是形成焊接力的关键连接层,只有形成了 n-phase,才表示有真正的可靠焊接。

    经过一段时间后,会在n-phase和铜层之间中继续生成Cu3Sn,我们称之为∈-phase,它将减弱焊接力量和减低长期可靠性。在电子扫描显微镜(SEM)显示的Cu-Sn IMC焊点剖面的金相图中,可以清楚地看到这个结构。因此,如何有效保证焊接之间的强度,便是当前极具研究意义的课题。 

  在回流焊接工艺中,金属间化合物是焊点强度的关键因素。通常我们在为了保护焊盘或元件管脚的可焊性时,它们表面都已镀有锡铅合金层或有机保护层了。对非铜的金属材料的管脚,管脚镀层和金属之间加有镀镍层作为阻断层防止金属扩散。这个镍镀层还用来阻挡与焊锡不可焊或不相容的金属与焊锡层的接触。