無(wú)論是再流焊、波峰焊還是手工焊，表面張力對于形成良好焊點(diǎn)都是不利因素。但在SMT貼片加工再流焊中表面張力又能被利用一一當焊膏達到熔融溫度時(shí)，在平衡的表面張力的作用下，會(huì )產(chǎn)生自定位效應( Self Alignment)。接下來(lái)為大家介紹PCBA加工表面張力和黏度的作用與改善措施。


　　一、表面張力在焊接中的作用


　　表面張力與潤濕力的方向相反，因此表面張力是不利于潤濕的因素之一。


　　無(wú)論是再流焊、波峰焊還是手工焊，表面張力對于形成良好焊點(diǎn)都是不利因素。但在SMT貼片加工再流焊中表面張力又能被利用。


　　當焊膏達到熔融溫度時(shí)，在平衡的表面張力的作用下，會(huì )產(chǎn)生自定位效應( Self Alignment)，即當元器件貼放位置有少量偏離時(shí)，在表面張力的作用下，元器件能自動(dòng)被拉回到近似目標位置。


　　因此表面張力使再流工藝對貼裝精度的要求比較寬松，比較容易實(shí)現高度自動(dòng)化與高速度。


　　同時(shí)也正因為“再流動(dòng)”及“自定位效應”的特點(diǎn)，SMT再流焊工藝対焊盤(pán)設計、元器件標準化等方面有更嚴格的要求。


　　如果表面張力不平衡，即使貼裝位置十分準確，焊接后也會(huì )出現元件位置偏移、立碑、橋接等焊接缺陷。


　　波峰焊時(shí)，由于 SMC/SMD元件體本身的尺寸和高度，或由于高元件擋住矮元件而阻擋了迎面而來(lái)的錫波流，又受到錫波流表面張力的影響造成陰影效應，在元件體背面形成液態(tài)焊料無(wú)法浸潤到的擋流區，造成漏焊。


　　二、改變表面張力的措施


　　黏度與表面張力是焊料的重要性能。優(yōu)良的焊料熔融時(shí)應具有低的黏度和表面張力。表面張力是物質(zhì)的本性，不能消除，但可以改變。


　　PCBA焊接中降低表面張力和黏度的主要措施有以下幾個(gè)：


　　1. 提高溫度。升高溫度可以增加熔融焊料內的分子距離，減小液態(tài)焊料內分子對表面分子的引力。因此升溫可以降低黏度和表面張力。


　　升溫可以降低黏度和表面張力


　　2. 調整金屬合金比例。Sn的表面張力很大，増加Pb可以降低表面張力。從圖中可以看出，在Sn-Pb焊料中增加鉛的含量，當Pb的含量達到37％時(shí)，表面張力明顯減小。


　　在Sn-Pb焊料中增加鉛的含量，當Pb的含量達到37％時(shí)，表面張力明顯減小。


　　3. 增加活性劑。此舉能有效地降低焊料的表面張力，還可以去掉焊料的表面氧化層。


　　4. 改善焊接環(huán)境。采用氮氣保護PCBA焊接或真空焊接可以減少高溫氧化，提高潤濕性。


　　三、PCBA加工表面張力被破壞的后果


　　在PCBA加工中，當焊錫表面張力遭到破壞的時(shí)候，就會(huì )造成表面貼裝元件的焊接不良。潤濕不良的主要表現現象為，在焊接過(guò)程中，基板焊區和焊料經(jīng)浸潤后金屬之間不產(chǎn)生反應，造成少焊或漏焊。


　　造成潤濕不良的主要原因：


　　1、焊區表面被污染、焊區表面沾上助焊劑、或貼片元件表面生成了金屬化合物。都會(huì )引起潤濕不良。如銀表面的硫化物，錫的表面有氧化物等都會(huì )產(chǎn)生潤濕不良。


　　2、當焊料中殘留金屬超過(guò)0.005%時(shí)，焊劑活性程度降低，也會(huì )發(fā)生潤濕不良的現象。


　　3、波峰焊時(shí)，基板表面存在氣體，也容易產(chǎn)生潤濕不良。


　　解決潤濕不良的方法有：


　　1、嚴格執行對應的焊接工藝。


　　2、PCB板和元件表面要做好清潔工作。


　　3、選擇合適的焊料，并設定合理的焊接溫度與時(shí)間。

　　

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