SMT波峰焊专题-分析無鉛波峰焊接缺陷

無鉛合金 。最常用的波峰焊接無鉛合金是 Sn/Cu 和 Sn/Ag/Cu 。 Sn/Cu, 最廉價的無鉛合金之一，具有高熔點 (227 ° C) ，除此之外比其他無鉛合金的機械性能差。 Sn/Ag/Cu 是在 Sn/Ag 基礎上的改進。 Sn/Ag3.8/Cu0.7 焊錫形成較高可靠性的焊接點，而且可焊性比 Sn/Ag 和 Sn/Cu 都好。銻的加入 (0.25~0.50% Sb) ，通過銻與銀和銻與銅的金屬間結構，提供更高的溫度阻抗。可是，有對銻的毒性的關注，儘管有毒的氧化銻只是在 600 ° C 以上的溫度才産生。 Sn/Ag3.8/Cu0.7/Sb0.25(SACS) ，熔點溫度 217 ° C ，在試驗中使用過 ( 表二 ) 。

表二，試驗合金 特性 單位 SACS 化學成分 Mass-% Sn/Ag3.8/Cu0.8/Sb0.25 熔點 °C 217 密度 Kgm -3 7300(solid/ 250°C ) 7000(liquid/ 250°C ) 溫度膨脹係數 ppm 21 黏度 Mpas( 250°C ) 2.0 表面張力 Nm -1 0.46(N 2 ) 室溫下懦變強度   High 價格 per mass ±4 x Sn/Pb

板的表面情況 。試驗板選擇了有機可焊性保護層 (OSP, organic solderability preservative) ，一種高性能的銅板塗層，它保護和維持通孔的可焊性。 ( 較早的研究表明， Sn/Ag/Cu 與 OSP 表面是相容的。 )OSP 是熱氣焊錫均塗 (HASL, hot-air solder leveling) 與其他金屬印刷電路板 (PCB) 表面處理的替代方法。由於更高的預熱設定，這薄薄的有機塗層 (0.2 ~ 0.5 µ m 厚度 ) 失去活性。由於 OSP 與水溶性助焊劑相容，包含在助焊劑中的酸和溶劑迅速溶解 OSP 塗層，變成助焊劑的一部分，當熔化的焊錫接觸到板時揮發掉。

助焊劑 。對這個試驗，選擇了固體含量少於 2% 的合成無揮發性有機化合物 (VOC-free) 的助焊劑 396-RX( 表三 ) 。選擇一種無鹵化物的低殘留助焊劑，由於其在銅表面的良好可焊性加上其防止錫橋的作用。從板的頂面測量的助焊劑預熱範圍是 100 ~ 112 ° C ，示裝配的結構而定。