為什么二次回流焊(2nd reflow)時(shí)第一面已經(jīng)打件的電子零件不會(huì)因?yàn)樵龠^一次回流焊的相同高溫而重新融錫掉落?一般SAC305錫膏于第二次回流焊時(shí)熔錫溫度又會(huì)升高多少?
為什么
電路板SMT打在第一面件的零件,于板子打第二面過第二次過回流焊爐時(shí),打在第一面板子上的電子零件不會(huì)掉落下來?一般電路板經(jīng)過第二次回流焊錫爐(reflow oven)時(shí)的溫度也幾乎都是一樣的溫度,而且大部分的回流焊爐溫設(shè)定也是上、下爐一樣,那為什么第二面板子上的錫膏會(huì)熔錫,而第一面上已經(jīng)融化過一次的錫膏不會(huì)再熔錫呢?難道錫膏在二次回流焊時(shí)熔錫的溫度升高了?
相信很多摸過SMT(Surface Mount Technology)的朋友都有這樣的疑問?或是曾經(jīng)被人家詢問過類似的問題?也許你隱約知道答案,不過你真的了解為什么打在第二面的零件不會(huì)在二次回流焊爐中掉下來呢?或許有前輩告訴過你,已經(jīng)融化過一次的錫膏要再第二次回流焊時(shí)再度融化,其溫度會(huì)比新鮮的錫膏高出大概10°C左右,但為什么已經(jīng)融化過一次的錫膏要再次融化的溫度就會(huì)比較高呢?
下面深圳宏力捷就從錫膏SAC305的熔點(diǎn)的角度為大家講解一下 :
SAC305第一次Reflow熔點(diǎn)約在217°C,那第二次Reflow的熔點(diǎn)大約落在哪里呢?第二次Reflow的熔點(diǎn)會(huì)升高是因?yàn)榻M成成份改變的關(guān)系嗎?
SAC305的熔點(diǎn)在經(jīng)過一次reflow后,可能會(huì)因?yàn)椴糠莸暮稿a元素(主要是錫和銅,而「銀」則形成Ag3Sn后,不會(huì)再參與其他反應(yīng))與焊墊或零件腳的材質(zhì)形成
IMC。另外,部份焊墊或零件腳的元素亦會(huì)熔入至焊點(diǎn)中,因此,使得單一焊點(diǎn)的焊錫成份組成發(fā)生變化,不再是原來SAC305的比率。
至于熔點(diǎn)變化的范圍,比較難估計(jì),因?yàn)槊糠N零件的狀況不同,即使在同一片PCB上,不同的焊點(diǎn)可能也會(huì)有所差異。另外,同一焊點(diǎn)也可能因?yàn)樵財(cái)U(kuò)散狀況不同,在不同位置(例如QFN零件腳下方和零件腳外側(cè)的成份分佈會(huì)有差異)元素分佈不同而有差異。但是,可以比較確認(rèn)的是SAC305是近共晶材料,因此,少量的合金成份變化,熔點(diǎn)還是會(huì)由217°C附近開始熔解(共晶點(diǎn)),完全熔解的溫度則會(huì)提高,推測整體焊點(diǎn)的平均完全熔解溫度可能會(huì)上升至225~230°C附近。
另外,一般二次回流焊時(shí),第一次回流焊的焊點(diǎn)表面會(huì)存在氧化物,且焊點(diǎn)缺少助焊劑作用(助焊劑用于清除氧化膜的能力不足),即使溫度上升至回流焊溫度, 第一次回流焊焊點(diǎn)的表面氧化物張力作用亦會(huì)支撐住焊點(diǎn)形狀, 使得在焊點(diǎn)外觀上不會(huì)因?yàn)闇囟冗_(dá)到焊錫熔點(diǎn)而出現(xiàn)熔融坍塌現(xiàn)象。
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對(duì)于【為什么二次回流焊時(shí)第一面零件不會(huì)掉落?】的補(bǔ)充意見:
1、假設(shè)原為SAC305的錫膏,經(jīng)過第一次回流焊融錫后,其SAC305的合金成份比率已經(jīng)發(fā)生了變化,比如說有些錫與銅(銅基地,如OSP)或是鎳與錫(鎳基地, 如ENIG)會(huì)生成IMC,另外,不要忘記最重要的「銀」也形成Ag3Sn的IMC,這些已經(jīng)形成IMC的元素于二次回流焊時(shí)不再參與融錫的反應(yīng),也就是說焊錫中的成份已經(jīng)改變,不再是原來SAC305的比率,特別是「銀」幾乎都已經(jīng)變成了IMC不見了,所以融錫的溫度就會(huì)跟著改變而升高。至于會(huì)比二次回流焊的融錫溫度升高多少度,一般來說大約10°C以內(nèi),個(gè)人沒有實(shí)際實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),只是推測。所以如果二次回流焊的溫度過高,還是可能造成第一面的焊點(diǎn)重新熔融,零件可能掉落的風(fēng)險(xiǎn)。
2、二次回流焊時(shí)第一面的錫點(diǎn)內(nèi)的「助焊劑(Flux)」已經(jīng)揮發(fā),不能再發(fā)揮其降低錫液表面張力的效果,所以既使有部份融錫的現(xiàn)象,焊點(diǎn)的外觀上也不會(huì)因?yàn)闇囟冗_(dá)到焊錫熔點(diǎn)而出現(xiàn)熔融坍塌現(xiàn)象。當(dāng)然,溫度如果高出熔點(diǎn)很多當(dāng)然還是會(huì)融錫。
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