焊点焊接界面的组织结构相同
发布时间:2012/10/8 20:04:08 访问次数:1345
在SMT印制电路板组件中，一个焊点细MBI5024GF分为三部分：一是焊料和电路板上焊盘之间的界面，二是焊料和元器件之间的界面，三是两个界面之间的焊料。
不论是什么样的焊点，形成焊点的过程就是运用现有的焊接方法（如波峰焊、再流焊、气相焊、激光焊等）形成完美的界面(IMC)。形成IMC的过程通常称为湿润过程。无铅湿润与锡铅一样，是依靠锡在焊盘（铜、镍）上的冶金反应即形成金属间化合物Cu6Sn5而完成焊接过程，Ag、Bi仍以Ag3Sn以及Bi粒子形式存在焊料组织内。对于SnZn系无铅焊料，在与Cu的焊接界面反应中，由于Zn活性强，特别是Zn、Cu之间存在强亲和性（Zn和Cu在元素周期表中是同一周期的过渡性元素，其位置相互紧邻），故在Sn-Zn焊料与Cu层之结合部形成Sn-Zn/Cu组织（包括CU52n8和Cu-Zn结构），该结构在常温状态下不会影响焊接部位的强度，但当在高温状态下(1500C)会出现焊点强度下降的现象。此外，在SMT中大部分PCB焊盘的表面涂覆层是Ni/Au，即金板，由于在焊接时金快速溶入焊料中，此时Sn-Ni会形成有用的金属问化合物Ni3SI14，它类似于Cu6Sn5，起到决定焊点强度的作用，此外还会形成复杂的(AuNi) Sn4结构，但它类似于CU3Sn，故有害于焊点的强度。在镀金板中Au层的目的是防止Ni层的氧化，但金层太薄会导致PCB可焊性差，太厚又会发生金脆，从而影响到焊点的机械强度。
从理论上说，在焊接完成后，焊盘上的铜与焊料中的锡之间相互迁移并未停止，其中铜的移动速率比锡要快，致使长时放置后，特别在高温下，在Cu6Sn5与底层铜之间又会逐渐
长出CU3Sn，它是一种恶性的金属间化合物，会使焊点发生老化。
应当注意的是，就SAC305而言（Sn-3.OAg-0.5Cu，简称为SAC305），其配制时各成分要达到均匀分布是十分困难的，因而要做到整体均质的共晶组成几乎是不可能的。它无法像Sn63/Pb37那样在升降温过程中，不必通过任何浆态（Pasty State），而直接往返于液态或固态之间。在SAC305冷却过程中，一开始会有局部纯锡先固化，并分散成枝状(Oendrites)
架体，其他剩余液料在其中继续冷却固化，并会呈现体积收缩状，此时在焊料最后冷却的外表中心处会形成微裂的收口。SAC305中Ag的加入舍使焊点的硬度与强度增加，但也会在焊点IMC处形成长条状的Ag3Sn (IMC)，它对焊点长期可靠性将有不良的影响。
不论是什么样的焊点，形成焊点的过程就是运用现有的焊接方法（如波峰焊、再流焊、气相焊、激光焊等）形成完美的界面(IMC)。形成IMC的过程通常称为湿润过程。无铅湿润与锡铅一样，是依靠锡在焊盘（铜、镍）上的冶金反应即形成金属间化合物Cu6Sn5而完成焊接过程，Ag、Bi仍以Ag3Sn以及Bi粒子形式存在焊料组织内。对于SnZn系无铅焊料，在与Cu的焊接界面反应中，由于Zn活性强，特别是Zn、Cu之间存在强亲和性（Zn和Cu在元素周期表中是同一周期的过渡性元素，其位置相互紧邻），故在Sn-Zn焊料与Cu层之结合部形成Sn-Zn/Cu组织（包括CU52n8和Cu-Zn结构），该结构在常温状态下不会影响焊接部位的强度，但当在高温状态下(1500C)会出现焊点强度下降的现象。此外，在SMT中大部分PCB焊盘的表面涂覆层是Ni/Au，即金板，由于在焊接时金快速溶入焊料中，此时Sn-Ni会形成有用的金属问化合物Ni3SI14，它类似于Cu6Sn5，起到决定焊点强度的作用，此外还会形成复杂的(AuNi) Sn4结构，但它类似于CU3Sn，故有害于焊点的强度。在镀金板中Au层的目的是防止Ni层的氧化，但金层太薄会导致PCB可焊性差，太厚又会发生金脆，从而影响到焊点的机械强度。
从理论上说，在焊接完成后，焊盘上的铜与焊料中的锡之间相互迁移并未停止，其中铜的移动速率比锡要快，致使长时放置后，特别在高温下，在Cu6Sn5与底层铜之间又会逐渐
长出CU3Sn，它是一种恶性的金属间化合物，会使焊点发生老化。
应当注意的是，就SAC305而言（Sn-3.OAg-0.5Cu，简称为SAC305），其配制时各成分要达到均匀分布是十分困难的，因而要做到整体均质的共晶组成几乎是不可能的。它无法像Sn63/Pb37那样在升降温过程中，不必通过任何浆态（Pasty State），而直接往返于液态或固态之间。在SAC305冷却过程中，一开始会有局部纯锡先固化，并分散成枝状(Oendrites)
架体，其他剩余液料在其中继续冷却固化，并会呈现体积收缩状，此时在焊料最后冷却的外表中心处会形成微裂的收口。SAC305中Ag的加入舍使焊点的硬度与强度增加，但也会在焊点IMC处形成长条状的Ag3Sn (IMC)，它对焊点长期可靠性将有不良的影响。
在SMT印制电路板组件中，一个焊点细MBI5024GF分为三部分：一是焊料和电路板上焊盘之间的界面，二是焊料和元器件之间的界面，三是两个界面之间的焊料。
不论是什么样的焊点，形成焊点的过程就是运用现有的焊接方法（如波峰焊、再流焊、气相焊、激光焊等）形成完美的界面(IMC)。形成IMC的过程通常称为湿润过程。无铅湿润与锡铅一样，是依靠锡在焊盘（铜、镍）上的冶金反应即形成金属间化合物Cu6Sn5而完成焊接过程，Ag、Bi仍以Ag3Sn以及Bi粒子形式存在焊料组织内。对于SnZn系无铅焊料，在与Cu的焊接界面反应中，由于Zn活性强，特别是Zn、Cu之间存在强亲和性（Zn和Cu在元素周期表中是同一周期的过渡性元素，其位置相互紧邻），故在Sn-Zn焊料与Cu层之结合部形成Sn-Zn/Cu组织（包括CU52n8和Cu-Zn结构），该结构在常温状态下不会影响焊接部位的强度，但当在高温状态下(1500C)会出现焊点强度下降的现象。此外，在SMT中大部分PCB焊盘的表面涂覆层是Ni/Au，即金板，由于在焊接时金快速溶入焊料中，此时Sn-Ni会形成有用的金属问化合物Ni3SI14，它类似于Cu6Sn5，起到决定焊点强度的作用，此外还会形成复杂的(AuNi) Sn4结构，但它类似于CU3Sn，故有害于焊点的强度。在镀金板中Au层的目的是防止Ni层的氧化，但金层太薄会导致PCB可焊性差，太厚又会发生金脆，从而影响到焊点的机械强度。
从理论上说，在焊接完成后，焊盘上的铜与焊料中的锡之间相互迁移并未停止，其中铜的移动速率比锡要快，致使长时放置后，特别在高温下，在Cu6Sn5与底层铜之间又会逐渐
长出CU3Sn，它是一种恶性的金属间化合物，会使焊点发生老化。
应当注意的是，就SAC305而言（Sn-3.OAg-0.5Cu，简称为SAC305），其配制时各成分要达到均匀分布是十分困难的，因而要做到整体均质的共晶组成几乎是不可能的。它无法像Sn63/Pb37那样在升降温过程中，不必通过任何浆态（Pasty State），而直接往返于液态或固态之间。在SAC305冷却过程中，一开始会有局部纯锡先固化，并分散成枝状(Oendrites)
架体，其他剩余液料在其中继续冷却固化，并会呈现体积收缩状，此时在焊料最后冷却的外表中心处会形成微裂的收口。SAC305中Ag的加入舍使焊点的硬度与强度增加，但也会在焊点IMC处形成长条状的Ag3Sn (IMC)，它对焊点长期可靠性将有不良的影响。
不论是什么样的焊点，形成焊点的过程就是运用现有的焊接方法（如波峰焊、再流焊、气相焊、激光焊等）形成完美的界面(IMC)。形成IMC的过程通常称为湿润过程。无铅湿润与锡铅一样，是依靠锡在焊盘（铜、镍）上的冶金反应即形成金属间化合物Cu6Sn5而完成焊接过程，Ag、Bi仍以Ag3Sn以及Bi粒子形式存在焊料组织内。对于SnZn系无铅焊料，在与Cu的焊接界面反应中，由于Zn活性强，特别是Zn、Cu之间存在强亲和性（Zn和Cu在元素周期表中是同一周期的过渡性元素，其位置相互紧邻），故在Sn-Zn焊料与Cu层之结合部形成Sn-Zn/Cu组织（包括CU52n8和Cu-Zn结构），该结构在常温状态下不会影响焊接部位的强度，但当在高温状态下(1500C)会出现焊点强度下降的现象。此外，在SMT中大部分PCB焊盘的表面涂覆层是Ni/Au，即金板，由于在焊接时金快速溶入焊料中，此时Sn-Ni会形成有用的金属问化合物Ni3SI14，它类似于Cu6Sn5，起到决定焊点强度的作用，此外还会形成复杂的(AuNi) Sn4结构，但它类似于CU3Sn，故有害于焊点的强度。在镀金板中Au层的目的是防止Ni层的氧化，但金层太薄会导致PCB可焊性差，太厚又会发生金脆，从而影响到焊点的机械强度。
从理论上说，在焊接完成后，焊盘上的铜与焊料中的锡之间相互迁移并未停止，其中铜的移动速率比锡要快，致使长时放置后，特别在高温下，在Cu6Sn5与底层铜之间又会逐渐
长出CU3Sn，它是一种恶性的金属间化合物，会使焊点发生老化。
应当注意的是，就SAC305而言（Sn-3.OAg-0.5Cu，简称为SAC305），其配制时各成分要达到均匀分布是十分困难的，因而要做到整体均质的共晶组成几乎是不可能的。它无法像Sn63/Pb37那样在升降温过程中，不必通过任何浆态（Pasty State），而直接往返于液态或固态之间。在SAC305冷却过程中，一开始会有局部纯锡先固化，并分散成枝状(Oendrites)
架体，其他剩余液料在其中继续冷却固化，并会呈现体积收缩状，此时在焊料最后冷却的外表中心处会形成微裂的收口。SAC305中Ag的加入舍使焊点的硬度与强度增加，但也会在焊点IMC处形成长条状的Ag3Sn (IMC)，它对焊点长期可靠性将有不良的影响。
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