第三章 电子组件工艺评价方法及案例研究.pdf

2012/11/25 第三章电子组件焊接工艺分析及案例研究 1. 焊接工艺原理 2. 电子组件典型焊接过程分析 3. 焊接工艺难点讨论 4. 典型焊接失效案例讨论 3.1 焊接工艺原理 形成良好焊点的关键是:在 焊接界面良好润湿, 并形成 合适的金属间化合物。 1 2012/11/25 焊接过程描述 无铅／锡铅焊料被加热到熔点以上，焊接金属表面在助焊 剂的活化作用下，对金属表面的氧化层和污染物起到清洗作 用，同时使金属表面获得足够的激活能。熔融的焊料在经过 助焊剂净化的金属表面上进行浸润、发生扩散、冶金结合， 在焊料和被焊接金属表面之间生成金属间结合层，冷却后使 焊料凝固，形成焊点。 焊接的本质是焊料和被焊材料之间形成有效的金属连接。 关键因素：焊料／助焊剂／被焊金属材料／温度*时间 焊接核心过程分析-润湿 润湿的定义： 熔化的焊料在准备焊接的母材（PCB 焊盘或引脚表面） 进行充分的漫流和扩散的过程。 润湿是焊接的首要条件！ 润湿的条件： 清洁的表面 合适的焊接温度 助焊剂的保护 slg 合适的焊接材料 杨氏方程 s gs q sls 2 2012/11/25 润湿的不同状态 焊点的最佳润湿角 15~45 ° 当θ=0°时，完全润湿；当θ=180°时，完全不润湿。 焊接过程分解－－扩散 金属原子以结晶排列，原子间作用力平衡， 保持晶格的形状和稳定。 当金属与金属接触时，界面上晶格紊乱导致 部分原子从一个晶格点阵移动到另一个晶格点 阵。 四种扩散形式：表面扩散；晶内扩散；晶界扩散；选择扩散。 扩散条件：相互距离（金属表面清洁，无氧化层和其它杂质， 两块金属原子间才会发生引力）温度（在一定温度下金属分子才具有 动能） 3 2012/11/25 扩散示意图 熔融Sn/Pb焊料侧 选择扩散 分割晶粒扩散 Pb 向晶粒内扩散 表面扩散 Sn 晶粒 Cu表面 不同金属在Sn 中的扩散率