焊接峰值温度和时间对焊点均质结构的影响
发布时间:2012/9/29 19:10:50 访问次数:1966
当用SnPb锡膏焊接SnAgCu焊球时,因为锡膏SKM200GB102是独立涂布的,当温度达到183℃以上时,共晶锡铅焊膏开始熔化并处于液态,液态锡铅扩散到SnAgCu焊球中,同时SnAgCu焊球中的焊料(锡)开始溶解,其速度随着温度的增加而增加。在同样的温度条件下,锡铅焊膏越多,从SnAgCu焊球中溶解出来的锡就越多,锡的比例和相应混合合金的理论液相线关系如表13.5所示(按Sn、Pb二元合金相图推算)。
这表明:锡铅焊料与SnAgCu悍球的体积比及与温度一起共同决定了溶解和混合的程度。要形成一致而且均质化金相微结构,锡铅焊料必须与SnAgCu焊球进行充分混合,那么为了让锡铅焊膏和SnAgCu焊球充分均质化,所需的锡铅焊膏量和再流温度应该是多少?
要回答这个问题,我们首先计算出混合合金中的锡含量。以SN63焊料焊接SAC305为例,混合合金中的锡的比例可以用以下公式计算得到:
焊球中锡质量:SAC305焊球密度×焊球体积×焊球中锡比例
以焊球直径0.6mm计算:
其体积=0.33×3.14=0.08478 (mm3)
SAC305密度为7.4g/cm3计算:
其质量=0.08478×7.4=0.627 (mg)
焊球中锡质量=96.5%×0.627=0.6054 (mg)
焊膏中锡质量=锡铅密度×实际焊料体积×焊球中锡比例以钢网0.15mm厚,开孔直径为0.6mm计算:
其实际焊料体积=0.32×3.14×0.15×5026=0.0212 (II11T13)
以SN63密度为8.4g/cm3计算:
其质量=0.0212×8.4=0.178 (mg)
焊料中锡质量=0.63×0.178=0.112 (mg) .
总锡质量=0.112+0.6054=0.7176 (mg)
焊料与焊球总质量=0.627+0.178=0.805(nuri3)
锡比例=0.7176÷0.805=0.891=89.126
对照表13.5,按上述参数推算,当再流温度为217℃时,事实上,此时的温度就SAC305的熔化温度。当SnAgCu焊球完全熔化时,锡铅焊料与SnAgCu焊球就能充分混合。若以混合合金熔化温度217℃推算,形成Cu6Sn5合金的峰值温度应在227℃。此外,由于SN63与PCB焊盘直接直触并且在183℃就开始熔化,在205℃就形成Cu6Sn5,而到了225℃时IMC必定形成理想的厚度。
当用SnPb锡膏焊接SnAgCu焊球时,因为锡膏SKM200GB102是独立涂布的,当温度达到183℃以上时,共晶锡铅焊膏开始熔化并处于液态,液态锡铅扩散到SnAgCu焊球中,同时SnAgCu焊球中的焊料(锡)开始溶解,其速度随着温度的增加而增加。在同样的温度条件下,锡铅焊膏越多,从SnAgCu焊球中溶解出来的锡就越多,锡的比例和相应混合合金的理论液相线关系如表13.5所示(按Sn、Pb二元合金相图推算)。
这表明:锡铅焊料与SnAgCu悍球的体积比及与温度一起共同决定了溶解和混合的程度。要形成一致而且均质化金相微结构,锡铅焊料必须与SnAgCu焊球进行充分混合,那么为了让锡铅焊膏和SnAgCu焊球充分均质化,所需的锡铅焊膏量和再流温度应该是多少?
要回答这个问题,我们首先计算出混合合金中的锡含量。以SN63焊料焊接SAC305为例,混合合金中的锡的比例可以用以下公式计算得到:
焊球中锡质量:SAC305焊球密度×焊球体积×焊球中锡比例
以焊球直径0.6mm计算:
其体积=0.33×3.14=0.08478 (mm3)
SAC305密度为7.4g/cm3计算:
其质量=0.08478×7.4=0.627 (mg)
焊球中锡质量=96.5%×0.627=0.6054 (mg)
焊膏中锡质量=锡铅密度×实际焊料体积×焊球中锡比例以钢网0.15mm厚,开孔直径为0.6mm计算:
其实际焊料体积=0.32×3.14×0.15×5026=0.0212 (II11T13)
以SN63密度为8.4g/cm3计算:
其质量=0.0212×8.4=0.178 (mg)
焊料中锡质量=0.63×0.178=0.112 (mg) .
总锡质量=0.112+0.6054=0.7176 (mg)
焊料与焊球总质量=0.627+0.178=0.805(nuri3)
锡比例=0.7176÷0.805=0.891=89.126
对照表13.5,按上述参数推算,当再流温度为217℃时,事实上,此时的温度就SAC305的熔化温度。当SnAgCu焊球完全熔化时,锡铅焊料与SnAgCu焊球就能充分混合。若以混合合金熔化温度217℃推算,形成Cu6Sn5合金的峰值温度应在227℃。此外,由于SN63与PCB焊盘直接直触并且在183℃就开始熔化,在205℃就形成Cu6Sn5,而到了225℃时IMC必定形成理想的厚度。
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