一、现象描述用无铅焊料合金进行波峰焊接的焊点，其外观呈橘皮状、无光泽、灰暗、颗粒状形态，如图1所示。图1 无铅焊点的外观无铅焊料（SnAgCu）的焊点，与人们已习惯的光滑、亮泽的锡铅焊点非常不同，特别是在无铅波峰焊接过程中，不时会发现焊点表面出现微缩孔及焊点的热裂现象，如图2和图3所示。图2 无铅焊点的热裂现象图3 无铅焊点的热裂现象二、形成原因及机理由于SnAgCu无铅焊料大多为非共晶成分，因而焊点在冷却凝固过程中，纯Sn（熔点为232℃）会率先自然冷却。Sn在凝固过程中首先生成树枝状结晶核，然后这些结晶核在冷却过程中不断长大（即Sn不断被析出），形成树枝的主干和枝干，相当于凝固后的表面凸出部分，如图4所示。从焊点的总体外观看呈现许多颗粒状的突起，在微切片中可清楚地见到纯Sn枝晶的分布，如图5所示。图4 SAC中Sn冷凝形成的树枝状结晶图5 树枝状组织导致表面凸凹不平充盈在树枝状结晶之间的共晶溶液是最后凝固的，在凝固过程中由于体积的收缩形成微缩孔，再加上镀铜过孔和PCB基板之间材料热膨胀系数（CTE）不匹配，不同的热膨胀率使焊接连接处出现变形。这种动态变形过程主要集中在焊盘区域，焊盘在焊接过程中上下移动从而引发焊点裂缝，如图2右上角所示。三、解决措施1.在选用PCB基板时，要充分研究和关注CTE的匹配性。2.关注波峰焊接过程中冷却速率的影响。根据樊融融老师的现代电子装联工艺缺陷及典型故障100例改编往期相关内容:无铅波峰焊接过程中焊缘的起翘和开裂原因分析长按二维码识别关注我们 查看全文
