焊接原理与焊点可靠性分析焊接原理与焊点可靠性分析顾霭云顾霭云一.概述二.锡焊机理三.焊点可靠性分析四.焊接质量五.焊接质量控制方法六.影响SMT组装质量的关键工序七.锡铅焊料特性内容内容一.概述熔焊焊接种类压焊钎焊钎焊压焊熔焊超声压焊金丝球焊激光焊电子装配的核心——连接技术：焊接技术焊接技术的重要性——焊点是元器件与印制电路板电气连接和机械连接的连接点。焊点的结构和强度就决定了电子产品的性能和可靠性。焊接方法（钎焊技术）•手工烙铁焊接•浸焊•波峰焊•再流焊软钎焊•焊接学中，把焊接温度低于450℃的焊接称为软钎焊，所用焊料为软钎焊料。软钎焊特点•钎料熔点低于焊件熔点。•加热到钎料熔化，润湿焊件。•焊接过程焊件不熔化。•焊接过程需要加焊剂。（清除氧化层）•焊接过程可逆。（解焊）电子焊接——是通过熔融的焊料合金与两个被焊接金属表面之间生成金属间合金层（焊缝），从而实现两个被焊接金属之间电气与机械连接的焊接技术。当焊料被加热到熔点以上，焊接金属表面在助焊剂的活化作用下，对金属表面的氧化层和污染物起到清洗作用，同时使金属表面获得足够的激活能。熔融的焊料在经过助焊剂净化的金属表面上进行浸润、发生扩散、溶解、冶金结合，在焊料和被焊接金属表面之间生成金属间结合层（焊缝），冷却后使焊料凝固，形成焊点。焊点的抗拉强度与金属间结合层的结构和厚度有关。二.锡焊机理锡焊过程——锡焊过程——焊接过程是焊接金属表面、助焊剂、焊接过程是焊接金属表面、助焊剂、熔融焊料和空气等之间相互作用的复杂过程熔融焊料和空气等之间相互作用的复杂过程表面清洁焊件加热熔锡润湿扩散结合层冷却后形成焊点物理学——物理学——润湿、黏度、毛细管现象、热传导、扩散、溶解化学——助焊剂分解、氧化、还原、电极电位化学——助焊剂分解、氧化、还原、电极电位冶金学——合金、合金层、金相、老化现象冶金学——合金、合金层、金相、老化现象电学——电阻、热电动势电学——电阻、热电动势材料力学——强度（拉力、剥离疲劳）、应力集中材料力学——强度（拉力、剥离疲劳）、应力集中焊接过程中焊接金属表面（母材）、助焊剂、焊接过程中焊接金属表面（母材）、助焊剂、熔融焊料之间相互作用熔融焊料之间相互作用1.1.助焊剂与母材的反应助焊剂与母材的反应（（11）松香去除氧化膜——松香的主要成分是松香酸，）松香去除氧化膜——松香的主要成分是松香酸，融点为融点为74℃74℃。。170℃170℃呈活性反应，呈活性反应，300℃300℃以上无以上无活性。松香酸和活性。松香酸和CuCu22OO反应生成松香酸铜。松香酸在反应生成松香酸铜。松香酸在常温下和常温下和300℃300℃以上不能和以上不能和CuCu22OO起反应。起反应。（（22）溶融盐去除氧化膜——一般采用氯离子）溶融盐去除氧化膜——一般采用氯离子ClCl--或氟或氟离子离子FF--，使氧化膜生成氯化物或氟化物。，使氧化膜生成氯化物或氟化物。（（33）母材被熔融——活性强的助焊剂容易熔融母材。）母材被熔融——活性强的助焊剂容易熔融母材。（（44）助焊剂中的金属盐与母材进行置换反应。）助焊剂中的金属盐与母材进行置换反应。2.2.助焊剂与焊料的反应助焊剂与焊料的反应（（11））助焊剂中活性剂在加热时能释放出的助焊剂中活性剂在加热时能释放出的HClHCl与与SnSnOO起还原反应。起还原反应。（（22））活性剂的活化反应产生激活能，减小界面张力，活性剂的活化反应产生激活能，减小界面张力，提高浸润性。提高浸润性。（（33）焊料氧化，产生锡渣。）焊料氧化，产生锡渣。3.3.焊料与母材的反应焊料与母材的反应润湿、扩散、溶解、冶金结合，形成结合层润湿、扩散、溶解、冶金结合，形成结合层锡焊机理锡焊机理（（11）润湿）润湿（（22）扩散）扩散（（33））溶解溶解（（44）冶金结合，形成结合层）冶金结合，形成结合层润湿角θ焊点的最佳润湿角Cu----Pb/Sn15~45°当θ=0°时，完全润湿；当θ=180°时，完全不润湿；θ=焊料和母材之间的界面与焊料表面切线之间的夹角分子运动（1）润湿液体在固体表面漫流的物理现象润湿是物质固有的性质润湿是焊接的首要条件润湿是焊接的首要...
