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無鉛焊點的亮度為什么不如錫鉛焊點?

日期: 2021-04-09 點擊: 1217

錫鉛焊料的焊點非常光亮,比如Sn63Pb37合金焊點光亮如同一面鏡子,這主要得益于錫鉛焊料是共晶焊料并且錫鉛焊料沒有IMC(界面金屬間化合物intermetallic components),當溫度高于183℃時焊料呈液態,而低于183℃時則呈固態,Sn63Pb37二元合金就像單晶一樣,因此焊點光亮。
    

      而無鉛焊料不一樣,通常無鉛焊料合金不是共晶焊料,并且焊料內存在不同的晶體成分。以Sn96.5Ag3.0Cu0.5合金為例,該合金含有三種不同的元素,合金凝固時,這三種元素相互共晶,并形成它們各自的熔點和凝固狀態。在Sn96.5Ag3.0Cu0.5合金里可能形成不同的共晶成分分別是:Cu6Sn5,它的熔點是227℃;Ag3Sn,它的熔點是221℃。它們又與錫分子構成了富錫合金即(Sn+Ag3Sn+ Cu6Sn5),富錫合金的熔點是217℃。
  

    富錫合金中的錫會在焊點冷卻到232℃時在合金層的外表先凝固為錫晶體(錫晶體通常為樹枝狀晶體),直至其余的液體混合物達到理想的三元共晶組成,隨著溫度的下降,按照溫度的高低,不同熔點的晶體分別析出并附著在錫晶體的表面。如果元器件引腳鍍了錫鉛合金,熔解出來的鉛也會形成共晶晶粒。對于錫鉛共晶體,焊點中焊料某些部分的熔點會降低到183℃;對于SnPbAg,焊點中焊料某些部分的熔點還會降低到178℃。
     

     因此,無鉛焊點是多元的共晶體,根據光的漫射原理,無鉛焊點不會反光亮而呈“橘皮形狀”。此外,焊料在凝固時還伴隨著體積的收縮,其收縮率大約為4%,體積的縮小大部分是出現在焊料最后凝固的地方。通常在這些地方出現熔化溫度最低的共晶晶粒。順便說一句,體積縮小,往往也是焊點中出現微裂紋的原因。
      

      那么,對于無鉛焊料,如何增加焊點的光亮度呢?我們可從以下方面改善:

1.在回流焊接時,適當加快冷卻速度(前提是不會引起焊點褶皺),可以減少各種晶粒尺寸,這對增加焊點的光亮是有好處的

2.加高回流焊接中峰值溫度

3.增強錫膏焊劑活性,活性弱容易出現虛焊冷焊

4.增加焊劑含量


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