無論是再流焊、波峰焊還是手工焊，表面張力對(duì)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(dāng)焊膏達(dá)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(yīng)( Self Alignment)。接下來深圳PCBA加工廠家-深圳宏力捷電子為大家介紹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(rùn)濕力的方向相反，因此表面張力是不利于潤(rùn)濕的因素之一。
無論是再流焊、波峰焊還是手工焊，表面張力對(duì)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(dāng)焊膏達(dá)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(yīng)( Self Alignment)，即當(dāng)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(biāo)位置。
因此表面張力使再流工藝對(duì)貼裝精度的要求比較寬松，比較容易實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化與高速度。
同時(shí)也正因?yàn)?ldquo;再流動(dòng)”及“自定位效應(yīng)”的特點(diǎn)，SMT再流焊工藝対焊盤設(shè)計(jì)、元器件標(biāo)準(zhǔn)化等方面有更嚴(yán)格的要求。
如果表面張力不平衡，即使貼裝位置十分準(zhǔn)確，焊接后也會(huì)出現(xiàn)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的錫波流，又受到錫波流表面張力的影響造成陰影效應(yīng)，在元件體背面形成液態(tài)焊料無法浸潤(rùn)到的擋流區(qū)，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(yīng)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(nèi)的分子距離，減小液態(tài)焊料內(nèi)分子對(duì)表面分子的引力。因此升溫可以降低黏度和表面張力。
2. 調(diào)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(dāng)Pb的含量達(dá)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?dú)獗Ｗo(hù)PCBA焊接或真空焊接可以減少高溫氧化，提高潤(rùn)濕性。
三、PCBA加工表面張力被破壞的后果
在PCBA加工中，當(dāng)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(rùn)濕不良的主要表現(xiàn)現(xiàn)象為，在焊接過程中，基板焊區(qū)和焊料經(jīng)浸潤(rùn)后金屬之間不產(chǎn)生反應(yīng)，造成少焊或漏焊。
造成潤(rùn)濕不良的主要原因：
1、焊區(qū)表面被污染、焊區(qū)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(rùn)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(rùn)濕不良。
2、當(dāng)焊料中殘留金屬超過0.005%時(shí)，焊劑活性程度降低，也會(huì)發(fā)生潤(rùn)濕不良的現(xiàn)象。
3、波峰焊時(shí)，基板表面存在氣體，也容易產(chǎn)生潤(rùn)濕不良。
解決潤(rùn)濕不良的方法有：
1、嚴(yán)格執(zhí)行對(duì)應(yīng)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(shè)定合理的焊接溫度與時(shí)間。
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