關於PCB貼片焊的元件和焊點

2021-11-06

Author：Downs

PCB焊接 是電子產品裝配過程中的一個重要過程. 焊接質量直接影響電子電路和電子器件的效能.

優良的焊接質量可以為電路提供良好的穩定性和可靠性。不良的焊接方法會導致組件損壞，給測試帶來很大困難，有時會留下影響電子設備可靠性的隱患。

1.PCB貼片焊的分類和特點

焊接一般分為3類：熔焊、接觸焊和釺焊。

熔焊：指在焊接過程中將焊件接頭加熱到熔融狀態，並在不施加壓力的情况下完成焊接的方法。如電弧焊、氣焊等。

接觸焊接：在焊接過程中，必須對焊件施加壓力（加熱或未加熱）以完成焊接。如超聲波焊接、脈衝焊接、摩擦焊接等。

釺焊：電子產品安裝過程中所謂的“釺焊”是一種軟釺焊，主要使用錫、鉛等低熔點合金材料作為焊料，故俗稱“釺焊”。

第二, 原則 PCB貼片 焊接

電子電路的焊接似乎很簡單。它似乎只是將熔化的焊料和待焊接的金屬（母材）結合在一起的過程，但其微觀機理非常複雜，涉及物理、化學、材料科學、電學等知識。熟悉焊接的基本理論，可以瞭解焊接中的各種問題並自由處理，從而提高焊點的焊接質量。

電路板

所謂焊接是將焊料和待焊接金屬同時加熱到最佳溫度，熔融焊料填充金屬之間的間隙並與之形成金屬合金組合的過程。從微觀角度來看，焊接包括兩個過程：一個是潤濕過程，另一個是擴散過程。

1、潤濕（側向流）

也稱為潤濕，這意味著熔融焊料在金屬表面形成均勻、光滑、連續且牢固粘附的焊料層。

潤濕程度主要由焊件表面的清潔度和焊料的表面張力决定。

金屬表面看起來相對光滑，但在顯微鏡下，有無數的不均勻、晶界和疤痕。焊料通過毛細管作用沿著這些表面上的凸點和疤痕潤濕和擴散，囙此焊接它應該使焊料流動。

流動過程通常是松香去除前面的氧化膜，焊料跟隨它，囙此潤濕基本上是熔融焊料沿物體表面橫向流動。

2、擴散（垂直流）

隨著熔融焊料在待焊接表面上擴散的潤濕現象，焊料擴散到固體金屬中。例如，當使用錫鉛焊料焊接銅零件時，在焊接過程中存在表面擴散、晶界擴散和粒內擴散。錫鉛焊料中的鉛只參與表面擴散，而錫和mace原子相互擴散，這是由不同金屬的性質决定的選擇性擴散。正是由於這種擴散，在兩者之間的介面上形成了一種新的合金，從而使焊料和焊接件牢固結合。

3、冶金結合

由於擴散，在錫原子和待焊接銅金屬的接合處形成合金層，從而形成牢固的焊點。以錫鉛焊料釺焊銅件為例。在低溫（250 300攝氏度）條件下，銅和焊料的介面將形成Cu3Sn和Cu6Sn5。如果溫度超過300攝氏度，除這些合金外，還會形成Cu31Sn8等金屬間化合物。焊點介面的厚度隨溫度和焊接時間而變化，一般在3～10um之間。

PCB補片焊接的要素

1、焊接母材的可焊性

所謂可焊性是指液體焊料和基底金屬應能够相互溶解，即兩種原子之間必須有良好的親和力。兩種不同金屬的相互熔化程度取決於原子半徑、它們在週期表中的位置和晶體類型。錫鉛焊料，除了含有大量鉻和鋁合金的金屬材料不易相互溶解外，它們大多與其他金屬材料互溶。為了提高可焊性，通常採用表面鍍錫和鍍銀等措施。

2、焊接件的清潔度

焊料和母材的表面必須“乾淨”，其中“乾淨”意味著焊料和母材之間沒有氧化層，更不用說污染了。當焊料和待焊接金屬之間存在氧化物或污垢時，會阻礙熔融金屬原子的自由擴散，不會產生潤濕效果。元件引脚或PCB焊盤的氧化是“虛擬焊接”的主要原因之一。

3、焊劑

助焊劑可以破壞氧化膜，淨化焊接表面，使焊點光滑明亮。電子組裝中的助焊劑通常是松香。

4、焊接溫度和時間

最佳焊接溫度為250±5oC，最低焊接溫度為240oC。溫度太低，不容易形成冷焊點。高於260℃時，焊點質量會惡化。

焊接時間：2～3S完成潤濕擴散兩個過程，1S僅完成潤濕擴散兩個過程的35%。通常，集成電路和3極管的焊接時間小於3S，其他元件的焊接時間為4～5S。

5、焊接方法

焊接方法和程式非常關鍵。