造成PCBA焊接金屬間結(jié)合層的質(zhì)量與厚度問題的原因有哪些

PCBA焊接金屬間結(jié)合層的質(zhì)量與厚度和以下因素有關(guān)。

一、焊料的合金成分

合金成分是決定焊膏的熔點及焊點質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)。從一般的潤濕理論上講，大多數(shù)金屬較理想的釬焊溫度應(yīng)高于熔點（液相線）溫度15.5～71℃之間為宜。對于Sn系合金，建議在液相線之上30～40℃左右。

下面以Sn-Pb焊料合金為例，分析合金成分是決定熔點及焊點質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)。

（1）共晶合金的熔點，焊接溫度也

在Sn-Pb合金配比中，共晶合金的熔點，63Sn-37Pb共晶合金（B點）的熔點為183℃，PCB焊接溫度也，在210～230℃左右，焊接時不會損壞元件和PCB電路板。其他任何一種合金配比的液相線都比共晶溫度高，如40Sn-60Pb（H點）的液相線為232℃，其SMT貼片焊接溫度在260～270℃左右，顯然焊接溫度超過了元件和PCB印制板的耐受極限溫度。

（2）共晶合金的結(jié)構(gòu)是致密的，有利于提高焊點強度

所謂共晶焊料就是由固相變液相或由液相變固相均在同一溫度下進行，在此組分下的細小晶?；旌衔锝凶龉簿Ш辖?。升溫時當(dāng)溫度達到共晶點時焊料全部呈液相狀態(tài)，降溫時當(dāng)溫度降到共晶點時，液態(tài)焊料一下子全部變成固相狀態(tài)，因此焊點凝固時形成的結(jié)晶顆粒小，結(jié)構(gòu)致密，焊點強度。而其他配比的合金冷凝時間長，先結(jié)晶的顆粒會長大，影響焊點強度。

（3）共晶合金凝固時沒有塑性范圍或粘稠范圍，有利于焊接工藝的控制

共晶合金在升溫時只要到達共晶點溫度，就會立即從固相變成液相；反之，冷卻凝固時只要降到共晶點溫度，就會立即從液相變成固相，因此共晶合金在熔化和凝固過程中沒有塑性范圍。合金凝固溫度范圍（塑性范圍）對焊接的工藝性和焊點質(zhì)量影響極大。塑性范圍大的合金，

在合金凝固、形成焊點時需要較長時間，如果在合金凝固期間PCB和元器件有任何振動（包括PCB變形），都會造成“焊點擾動”，有可能會發(fā)生焊點開裂，使設(shè)備過早損壞。

從以上分析可以得出結(jié)論：合金成分是決定焊膏的熔點及熔點質(zhì)的關(guān)鍵參數(shù)。因此，無論是傳統(tǒng)的Sn-Pb焊料還是無鉛焊料，要求焊料的合金組分盡量達到共晶或近共晶。

二、合金表面的氧化程度

合金粉末表面的氧化物含量也直接影響焊膏的可焊性。因為擴散只能在清潔的金屬表面進

行。雖然助焊劑有清洗金屬表面氧化物的功能。但不能驅(qū)除嚴重的氧化問題。要求合金粉末的含氧量應(yīng)小于0.5%，控制在80x10的負6次方以下。