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Sn-Cu的共晶成分为Sn0.7Cu,共晶温度高达227 ℃。由于Cu和Sn合金是以两种金属间化合物Cu6Sn5(η)和Cu3Sn(ε)的形态分散在Sn中。 Cu6Sn5为良性合金层,呈球状结晶,强度高,是焊点电接触性能和强度的根本;而Cu3Sn是劣性合金层,它位于铜层与Cu6Sn5之间,呈骨针状结晶,脆性,直接影响到焊点的电接触和强度性能,并会造成不润湿现象。
目前对此合金系的改性主要表现在添量的Ni、Ag、Bi等,用于增加焊料的流动性及其机械性能。此款焊料的优点是价格便宜,且可以抑制焊料工作时对PCB焊盘Cu层的浸析。
Sn-Bi-Ag合金的共晶成分为Sn58Bi0.3Ag。Hiroshi Ohtani等研究发现:其熔点接近Sn-Bi合金,当Bi含量接近50%时,其固液相区温度间隔小于10 ℃;当Ag的含量大于2%时,生成金属间化合物Ag3Sn。 Sebo等对Sn100-x Bi10Agx (x=3%-10%)焊料进行了研究,发现Cu3Sn层仅存在于Cu基界面处,Cu6Sn5存在于基质界面及焊料内部,Ag仅仅存在于Ag3Sn中。 Ag含量的改变不会显著改变其接头的微观结构,但Ag3Sn的尺寸会随Ag的增加而长大;Cu3Sn层的厚度会随Ag的增加而减小。由于Ag为贵金属,会添量的Cu来代替Ag。
助焊剂主要由活性剂(松香、有机卤化物等)、表面活性剂(以烷烃类或氟碳类等表面活性剂为主)和溶剂组成。除以上组分外,助焊剂往往根据具体的要求而添加不同的添加剂,如成膜剂、抗氧化剂、缓蚀剂、消光剂、阻燃剂、触变剂等。
焊料是用于填加到焊缝、堆焊层和钎缝中的金属合金材料的总称。包括焊丝(welding wire)、焊条(welding rod)、钎料(brazing and soldering alloy)等。
锡膏有铅和无铅有什么不同?
从焊锡膏的成分上来分析,有铅锡膏的成分是:Sn:PB为63:37
无铅锡膏的成分是:Sn:Ag:Cu 为96.5:3.0:0.5
也就是有铅的焊锡量要高很多,这样焊接的温度就会有不同的需求。
无铅的焊接温度要比有铅的高,而且无铅的焊锡膏对于温度的要求也很严格,在一定的温度下焊接效果是**的,峰值温度应当在200-205℃的范围,峰值温度应为235℃。这个235℃的上限温度正好与大多数元器件生产商的元器件温度值相吻 合。
因此无铅回流焊的温度控制要严格很多。
比较早的回流焊炉是用的五个温度段的温度曲线,这样温度直上直下,焊接效果不是很好而且也非常不利于PCB的生产,有可能把整个PCB弄坏。现在的回流焊炉一般的都是20段温度曲线,这样焊接曲线更平滑,焊接效果更。