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回流焊接的过程与原理

2018-11-26 19:49:11 -诺聚机电设备 阅读

       回流焊的基本原理比较简单,它首先对PCB板的表面贴装元件(SMD)焊盘印刷锡膏,然后通过自动贴片机把SMD贴放到预先印制好锡膏的焊盘上。最后,通过回流焊接炉,在回流焊炉中逐渐加热,把锡膏融化,称为回流(Reflow),接着,把 PCB板冷却,焊锡凝固,把元件和焊盘牢固地焊接到一起。在大型回流焊中,焊盘和元件管脚都不融化。这是回流焊(Reflow Soldering)与金属融焊(Welding)的不同。
       深入的了解回流焊就必须从焊锡膏的作用原理和焊接过程中发生的物理化学变化入手。锡膏的成分主要锡铅合金的粉末和助焊剂混合而成。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(主要成分是铜原子)的接触界面原子相互扩散,形成金属间化合物(IMC),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。随着时间的推移,在n-phase和铜层之间中会继续生成Cu3Sn,称为∈-phase,它将减弱焊接力量和减低长期可靠性。在焊点剖面的金相图中,可以清楚地看到这个结构。

       金属间化合物是焊点强度的关键因素,因此许多人员专门研究金属间化合物的变化对焊点的长期可靠性带来的影响 。

       为了保护焊盘或元件管脚的可焊性,一般它们表面都镀有锡铅合金层或有机保护层。对非铜的金属材料的管脚一般在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 。另一个有关镀层的问题是关于镀金层的问题,有文章指出如果焊点中金的成分达到3~4%以上,焊点有潜在的脆性增大的危险。

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