焊點焊接界面的組織結構相同
發布時間:2012/10/8 20:04:08 訪問次數:1328
在SMT印制電路板組件中，一個焊點細MBI5024GF分為三部分：一是焊料和電路板上焊盤之間的界面，二是焊料和元器件之間的界面，三是兩個界面之間的焊料。
不論是什么樣的焊點，形成焊點的過程就是運用現有的焊接方法（如波峰焊、再流焊、氣相焊、激光焊等）形成完美的界面(IMC)。形成IMC的過程通常稱為濕潤過程。無鉛濕潤與錫鉛一樣，是依靠錫在焊盤（銅、鎳）上的冶金反應即形成金屬間化合物Cu6Sn5而完成焊接過程，Ag、Bi仍以Ag3Sn以及Bi粒子形式存在焊料組織內。對于SnZn系無鉛焊料，在與Cu的焊接界面反應中，由于Zn活性強，特別是Zn、Cu之間存在強親和性（Zn和Cu在元素周期表中是同一周期的過渡性元素，其位置相互緊鄰），故在Sn-Zn焊料與Cu層之結合部形成Sn-Zn/Cu組織（包括CU52n8和Cu-Zn結構），該結構在常溫狀態下不會影響焊接部位的強度，但當在高溫狀態下(1500C)會出現焊點強度下降的現象。此外，在SMT中大部分PCB焊盤的表面涂覆層是Ni/Au，即金板，由于在焊接時金快速溶入焊料中，此時Sn-Ni會形成有用的金屬問化合物Ni3SI14，它類似于Cu6Sn5，起到決定焊點強度的作用，此外還會形成復雜的(AuNi) Sn4結構，但它類似于CU3Sn，故有害于焊點的強度。在鍍金板中Au層的目的是防止Ni層的氧化，但金層太薄會導致PCB可焊性差，太厚又會發生金脆，從而影響到焊點的機械強度。
從理論上說，在焊接完成后，焊盤上的銅與焊料中的錫之間相互遷移并未停止，其中銅的移動速率比錫要快，致使長時放置后，特別在高溫下，在Cu6Sn5與底層銅之間又會逐漸
長出CU3Sn，它是一種惡性的金屬間化合物，會使焊點發生老化。
應當注意的是，就SAC305而言（Sn-3.OAg-0.5Cu，簡稱為SAC305），其配制時各成分要達到均勻分布是十分困難的，因而要做到整體均質的共晶組成幾乎是不可能的。它無法像Sn63/Pb37那樣在升降溫過程中，不必通過任何漿態（Pasty State），而直接往返于液態或固態之間。在SAC305冷卻過程中，一開始會有局部純錫先固化，并分散成枝狀(Oendrites)
架體，其他剩余液料在其中繼續冷卻固化，并會呈現體積收縮狀，此時在焊料最后冷卻的外表中心處會形成微裂的收口。SAC305中Ag的加入舍使焊點的硬度與強度增加，但也會在焊點IMC處形成長條狀的Ag3Sn (IMC)，它對焊點長期可靠性將有不良的影響。
不論是什么樣的焊點，形成焊點的過程就是運用現有的焊接方法（如波峰焊、再流焊、氣相焊、激光焊等）形成完美的界面(IMC)。形成IMC的過程通常稱為濕潤過程。無鉛濕潤與錫鉛一樣，是依靠錫在焊盤（銅、鎳）上的冶金反應即形成金屬間化合物Cu6Sn5而完成焊接過程，Ag、Bi仍以Ag3Sn以及Bi粒子形式存在焊料組織內。對于SnZn系無鉛焊料，在與Cu的焊接界面反應中，由于Zn活性強，特別是Zn、Cu之間存在強親和性（Zn和Cu在元素周期表中是同一周期的過渡性元素，其位置相互緊鄰），故在Sn-Zn焊料與Cu層之結合部形成Sn-Zn/Cu組織（包括CU52n8和Cu-Zn結構），該結構在常溫狀態下不會影響焊接部位的強度，但當在高溫狀態下(1500C)會出現焊點強度下降的現象。此外，在SMT中大部分PCB焊盤的表面涂覆層是Ni/Au，即金板，由于在焊接時金快速溶入焊料中，此時Sn-Ni會形成有用的金屬問化合物Ni3SI14，它類似于Cu6Sn5，起到決定焊點強度的作用，此外還會形成復雜的(AuNi) Sn4結構，但它類似于CU3Sn，故有害于焊點的強度。在鍍金板中Au層的目的是防止Ni層的氧化，但金層太薄會導致PCB可焊性差，太厚又會發生金脆，從而影響到焊點的機械強度。
從理論上說，在焊接完成后，焊盤上的銅與焊料中的錫之間相互遷移并未停止，其中銅的移動速率比錫要快，致使長時放置后，特別在高溫下，在Cu6Sn5與底層銅之間又會逐漸
長出CU3Sn，它是一種惡性的金屬間化合物，會使焊點發生老化。
應當注意的是，就SAC305而言（Sn-3.OAg-0.5Cu，簡稱為SAC305），其配制時各成分要達到均勻分布是十分困難的，因而要做到整體均質的共晶組成幾乎是不可能的。它無法像Sn63/Pb37那樣在升降溫過程中，不必通過任何漿態（Pasty State），而直接往返于液態或固態之間。在SAC305冷卻過程中，一開始會有局部純錫先固化，并分散成枝狀(Oendrites)
架體，其他剩余液料在其中繼續冷卻固化，并會呈現體積收縮狀，此時在焊料最后冷卻的外表中心處會形成微裂的收口。SAC305中Ag的加入舍使焊點的硬度與強度增加，但也會在焊點IMC處形成長條狀的Ag3Sn (IMC)，它對焊點長期可靠性將有不良的影響。
在SMT印制電路板組件中，一個焊點細MBI5024GF分為三部分：一是焊料和電路板上焊盤之間的界面，二是焊料和元器件之間的界面，三是兩個界面之間的焊料。
不論是什么樣的焊點，形成焊點的過程就是運用現有的焊接方法（如波峰焊、再流焊、氣相焊、激光焊等）形成完美的界面(IMC)。形成IMC的過程通常稱為濕潤過程。無鉛濕潤與錫鉛一樣，是依靠錫在焊盤（銅、鎳）上的冶金反應即形成金屬間化合物Cu6Sn5而完成焊接過程，Ag、Bi仍以Ag3Sn以及Bi粒子形式存在焊料組織內。對于SnZn系無鉛焊料，在與Cu的焊接界面反應中，由于Zn活性強，特別是Zn、Cu之間存在強親和性（Zn和Cu在元素周期表中是同一周期的過渡性元素，其位置相互緊鄰），故在Sn-Zn焊料與Cu層之結合部形成Sn-Zn/Cu組織（包括CU52n8和Cu-Zn結構），該結構在常溫狀態下不會影響焊接部位的強度，但當在高溫狀態下(1500C)會出現焊點強度下降的現象。此外，在SMT中大部分PCB焊盤的表面涂覆層是Ni/Au，即金板，由于在焊接時金快速溶入焊料中，此時Sn-Ni會形成有用的金屬問化合物Ni3SI14，它類似于Cu6Sn5，起到決定焊點強度的作用，此外還會形成復雜的(AuNi) Sn4結構，但它類似于CU3Sn，故有害于焊點的強度。在鍍金板中Au層的目的是防止Ni層的氧化，但金層太薄會導致PCB可焊性差，太厚又會發生金脆，從而影響到焊點的機械強度。
從理論上說，在焊接完成后，焊盤上的銅與焊料中的錫之間相互遷移并未停止，其中銅的移動速率比錫要快，致使長時放置后，特別在高溫下，在Cu6Sn5與底層銅之間又會逐漸
長出CU3Sn，它是一種惡性的金屬間化合物，會使焊點發生老化。
應當注意的是，就SAC305而言（Sn-3.OAg-0.5Cu，簡稱為SAC305），其配制時各成分要達到均勻分布是十分困難的，因而要做到整體均質的共晶組成幾乎是不可能的。它無法像Sn63/Pb37那樣在升降溫過程中，不必通過任何漿態（Pasty State），而直接往返于液態或固態之間。在SAC305冷卻過程中，一開始會有局部純錫先固化，并分散成枝狀(Oendrites)
架體，其他剩余液料在其中繼續冷卻固化，并會呈現體積收縮狀，此時在焊料最后冷卻的外表中心處會形成微裂的收口。SAC305中Ag的加入舍使焊點的硬度與強度增加，但也會在焊點IMC處形成長條狀的Ag3Sn (IMC)，它對焊點長期可靠性將有不良的影響。
不論是什么樣的焊點，形成焊點的過程就是運用現有的焊接方法（如波峰焊、再流焊、氣相焊、激光焊等）形成完美的界面(IMC)。形成IMC的過程通常稱為濕潤過程。無鉛濕潤與錫鉛一樣，是依靠錫在焊盤（銅、鎳）上的冶金反應即形成金屬間化合物Cu6Sn5而完成焊接過程，Ag、Bi仍以Ag3Sn以及Bi粒子形式存在焊料組織內。對于SnZn系無鉛焊料，在與Cu的焊接界面反應中，由于Zn活性強，特別是Zn、Cu之間存在強親和性（Zn和Cu在元素周期表中是同一周期的過渡性元素，其位置相互緊鄰），故在Sn-Zn焊料與Cu層之結合部形成Sn-Zn/Cu組織（包括CU52n8和Cu-Zn結構），該結構在常溫狀態下不會影響焊接部位的強度，但當在高溫狀態下(1500C)會出現焊點強度下降的現象。此外，在SMT中大部分PCB焊盤的表面涂覆層是Ni/Au，即金板，由于在焊接時金快速溶入焊料中，此時Sn-Ni會形成有用的金屬問化合物Ni3SI14，它類似于Cu6Sn5，起到決定焊點強度的作用，此外還會形成復雜的(AuNi) Sn4結構，但它類似于CU3Sn，故有害于焊點的強度。在鍍金板中Au層的目的是防止Ni層的氧化，但金層太薄會導致PCB可焊性差，太厚又會發生金脆，從而影響到焊點的機械強度。
從理論上說，在焊接完成后，焊盤上的銅與焊料中的錫之間相互遷移并未停止，其中銅的移動速率比錫要快，致使長時放置后，特別在高溫下，在Cu6Sn5與底層銅之間又會逐漸
長出CU3Sn，它是一種惡性的金屬間化合物，會使焊點發生老化。
應當注意的是，就SAC305而言（Sn-3.OAg-0.5Cu，簡稱為SAC305），其配制時各成分要達到均勻分布是十分困難的，因而要做到整體均質的共晶組成幾乎是不可能的。它無法像Sn63/Pb37那樣在升降溫過程中，不必通過任何漿態（Pasty State），而直接往返于液態或固態之間。在SAC305冷卻過程中，一開始會有局部純錫先固化，并分散成枝狀(Oendrites)
架體，其他剩余液料在其中繼續冷卻固化，并會呈現體積收縮狀，此時在焊料最后冷卻的外表中心處會形成微裂的收口。SAC305中Ag的加入舍使焊點的硬度與強度增加，但也會在焊點IMC處形成長條狀的Ag3Sn (IMC)，它對焊點長期可靠性將有不良的影響。
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