为什么SMT二次回流焊时第一面零件不会掉落?

2020-05-19 12:01:49 784

为什么二次回焊(2nd reflow)时第一面已经打件的电子零件不会因为再过一次回焊的相同高温而重新融锡掉落?一般SAC305锡膏于第二次回流焊时熔锡温度又会升高多少?

为什么电路板SMT打在第一面件的零件,于板子打第二面过第二次过回焊炉时,打在第一面板子上的电子零件不会掉落下来?一般电路板经过第二次回流焊锡炉(reflow oven)时的温度也几乎都是一样的温度,而且大部分的回焊炉温设定也是上、下炉一样,那为什么第二面板子上的锡膏会熔锡,而第一面上已经融化过一次的锡膏不会再熔锡呢?难道锡膏在二次回流焊时熔锡的温度升高了?

电路板进行回流焊工艺

相信很多摸过SMT(Surface Mount Technology)的朋友都有这样的疑问?或是曾经被人家询问过类似的问题?也许你隐约知道答案,不过你真的了解为什么打在第二面的零件不会在二次回焊炉中掉下来呢?或许有前辈告诉过你,已经融化过一次的锡膏要再第二次回焊时再度融化,其温度会比新鲜的锡膏高出大概10°C左右,但为什么已经融化过一次的锡膏要再次融化的温度就会比较高呢?

SAC305的熔点在经过一次reflow后,可能会因为部份的焊锡元素(主要是锡和铜,而「银」则形成Ag3Sn后,不会再参与其他反应)与焊垫或零件脚的材质形成IMC。另外,部份焊垫或零件脚的元素亦会熔入至焊点中,因此,使得单一焊点的焊锡成份组成发生变化,不再是原来SAC305的比率。

至于熔点变化的范围,比较难估计,因为每种零件的状况不同,即使在同一片PCB上,不同的焊点可能也会有所差异。另外,同一焊点也可能因为元素扩散状况不同,在不同位置(例如QFN零件脚下方和零件脚外侧的成份分布会有差异)元素分布不同而有差异。但是,可以比较确认的是SAC305是近共晶材料,因此,少量的合金成份变化,熔点还是会由217°C附近开始熔解(共晶点),完全熔解的温度则会提高,推测整体焊点的平均完全熔解温度可能会上升至225~230°C附近。

另外,一般二次回焊时,第一次回焊的焊点表面会存在氧化物,且焊点缺少助焊剂作用(助焊剂用于清除氧化膜的能力不足),即使温度上升至回焊温度,第一次回焊焊点的表面氧化物张力作用亦会支撑住焊点形状,使得在焊点外观上不会因为温度达到焊锡熔点而出现熔融坍塌现象。

标签: SMT

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