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PCBA加工表面张力的作用与改善措施

发布时间 :2022-02-08 08:59 阅读 : 来源 :技术文章责任编辑 :深圳宏力捷PCBA加工部
无论是再流焊、波峰焊还是手工焊,表面张力对于形成良好焊点都是不利因素。但在SMT贴片加工再流焊中表面张力又能被利用一一当焊膏达到熔融温度时,在平衡的表面张力的作用下,会产生自定位效应( Self Alignment)。接下来深圳PCBA加工厂家-深圳宏力捷电子为大家介绍PCBA加工表面张力和黏度的作用与改善措施。
PCBA加工表面张力的作用与改善措施

 

一、表面张力在焊接中的作用

表面张力与润湿力的方向相反,因此表面张力是不利于润湿的因素之一。
 
无论是再流焊、波峰焊还是手工焊,表面张力对于形成良好焊点都是不利因素。但在SMT贴片加工再流焊中表面张力又能被利用。
 
当焊膏达到熔融温度时,在平衡的表面张力的作用下,会产生自定位效应( Self Alignment),即当元器件贴放位置有少量偏离时,在表面张力的作用下,元器件能自动被拉回到近似目标位置。
 
因此表面张力使再流工艺对贴装精度的要求比较宽松,比较容易实现高度自动化与高速度。
 
同时也正因为“再流动”及“自定位效应”的特点,SMT再流焊工艺対焊盘设计、元器件标准化等方面有更严格的要求。
 
如果表面张力不平衡,即使贴装位置十分准确,焊接后也会出现元件位置偏移、立碑、桥接等焊接缺陷。
 
波峰焊时,由于 SMC/SMD元件体本身的尺寸和高度,或由于高元件挡住矮元件而阻挡了迎面而来的锡波流,又受到锡波流表面张力的影响造成阴影效应,在元件体背面形成液态焊料无法浸润到的挡流区,造成漏焊。
 

二、改变表面张力的措施

黏度与表面张力是焊料的重要性能。优良的焊料熔融时应具有低的黏度和表面张力。表面张力是物质的本性,不能消除,但可以改变。
 
PCBA焊接中降低表面张力和黏度的主要措施有以下几个:
1. 提高温度。升高温度可以增加熔融焊料内的分子距离,减小液态焊料内分子对表面分子的引力。因此升温可以降低黏度和表面张力。
 
升温可以降低黏度和表面张力
 
2. 调整金属合金比例。Sn的表面张力很大,増加Pb可以降低表面张力。从图中可以看出,在Sn-Pb焊料中增加铅的含量,当Pb的含量达到37%时,表面张力明显减小。
 
在Sn-Pb焊料中增加铅的含量,当Pb的含量达到37%时,表面张力明显减小。
 
3. 增加活性剂。此举能有效地降低焊料的表面张力,还可以去掉焊料的表面氧化层。
 
4. 改善焊接环境。采用氮气保护PCBA焊接或真空焊接可以减少高温氧化,提高润湿性。
 

三、PCBA加工表面张力被破坏的后果

在PCBA加工中,当焊锡表面张力遭到破坏的时候,就会造成表面贴装元件的焊接不良。润湿不良的主要表现现象为,在焊接过程中,基板焊区和焊料经浸润后金属之间不产生反应,造成少焊或漏焊。
 
造成润湿不良的主要原因:
1、焊区表面被污染、焊区表面沾上助焊剂、或贴片元件表面生成了金属化合物。都会引起润湿不良。如银表面的硫化物,锡的表面有氧化物等都会产生润湿不良。
2、当焊料中残留金属超过0.005%时,焊剂活性程度降低,也会发生润湿不良的现象。
3、波峰焊时,基板表面存在气体,也容易产生润湿不良。
 
解决润湿不良的方法有:
1、严格执行对应的焊接工艺。
2、PCB板和元件表面要做好清洁工作。
3、选择合适的焊料,并设定合理的焊接温度与时间。
 
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