PCB线路板无铅焊接的隐忧：焊环浮裂与引脚锡须

SAC和PCB形成的焊点之间会有更大的应力，这种应力将是波焊之后焊点填锡漂移的主要原因

必须首先在零件脚上制作可焊接薄膜。对于无铅工艺中的实际薄膜，目前只有纯镀锡层。焊接后，未沾锡的引脚上半部分会在后续老化过程中留胡须，都是危险的胡须；即使含锡量高的焊点也会产生短茬，没有前者严重。从大量焊点切片来看，就空洞而言，无铅焊接比目前的铅焊接更严重。然而，在引线焊接中，在波焊，之后，焊点从铜环浮起，或者孔环从衬底升起，这种情况很少发生。至于锡须，几乎成了高纯镀锡和锡焊的必然命运。本文将讨论这两个与焊接相关的缺点，希望有助于解决困难和预防困难。

PCBA加工

当存在铅共晶合金的波焊时，如果锡槽中出现铜污染，IMC的一些位置也会面临焊点射出，的Cu6SN5针状结晶，这也将对焊点的强度产生负面影响。

一、浮裂，焊环

无铅波焊(如S  A  C  305)在峰值温度260-265下发生焊接反应4秒以上，在后续固化过程中，经常出现：

(1)锡填充体从铜环，表面浮起，板的上下两侧将是焊环；的浮裂

(2)甚至将铜环垫从树脂基板的表面抬起；

(3)销的热撕裂焊点填锡；讨论了三种差别不大的劣质焊接情况。

(1)含铋焊料的铅污染和锡浮

进行无铅焊接时，所有三个参与元件，如焊料、零件引脚和焊盘，都必须是无铅的。否则，如果任何一个方面有铅含量，都会造成铜与锡界面的结合处较弱，进而产生固化后容易开裂的“铅污染”的负面影响。这是因为无铅焊点。一旦出现少量的铅，在焊接反应中产生锡铜I-MC的过程中，铅会向界面移动，阻碍了Cu6Sn5和良性I  M  C的产生，从而无法形成牢固的焊点。

这一点在机理上与含铋焊料中的“铋裂纹”十分相似。区别只是后者液态焊点中有少量的杂散铋量，但当它来自S  N/B  I  ~的树枝状固体时，被固体驱出，然后向铜焊盘表面移动，阻止了Cu6Sn5的形成。也经常发生”。

其次，由于无铅焊接温度高，热量长，Cu6Sn5层增厚(一般正常I/M  C只有2-3m)，芯片上容易看到这种大铜层流失的现象。如果I  M  C太厚，其粘结强度和后续使用寿命自然会降低。

(2)、铜环(垫提升)

当焊环宽度变窄，板厚度增加时，可以看到XY方向的焊料热膨胀系数(CTE)比板的热膨胀系数高，而Z方向的CTE比焊料的热膨胀系数高。在两种邪恶力量的配合下，铜环必然会从基底表面浮起。这种由强热应力引起的浮环异常现象在业内时有发生也就不足为奇了。

Smt芯片处理错误率低，从而提高了产品的质量。

(3)、焊点撕裂

如果焊料的成分偏离其共晶合金成分，在冷却凝固过程中将出现不利于强度的浆状状态。在这个危险时期，一旦运输过程中再次发生振动，焊点的晶体结构就会出现微裂纹，焊点的外观往往呈现粗糙不光滑的褶皱。而事后的A  g  I  n  g(A  g  I  n  g)会使微隙不断恶化，成为巨大的裂纹。甚至无铅焊料S  A  C三元合金的原始配方也很难达到共晶成分。而且批量生产时不断被铜渗透，不容易完全避免焊点撕裂。特别是有些产品要多次焊接，当然更难保证不开裂。

第二，铅锡必须

在零件的脚上镀上纯锡后，单晶锡原子将逐渐从薄膜中出现。这种反常现象早在20世纪40年代的文学中就出现了。后来在197 0年，当美国航天局(NA  S  A)某卫星的关键部件因锡须失效时，引起了世界对锡须的认知。事实上，长锡须(2 50m以上)不仅会从纯镀锡层中冒出，也会从含锡量高(含5%以上S  N  9)的无铅焊料中冒出，对于生长厚而短的锡锥或锡堆并不太危险。只有当铅含量超过10%(重量百分比)时，锡晶须才不再出现。

此外，无铅焊料由于润湿时间长，移动缓慢，导致接触角过大，往往导致焊盘边缘铜暴露。而无铅焊点往往会在加速冷却下撕裂。下面两个图就是典型的例子。

左边是无铅焊盘外缘露出的铜，右边是无铅焊点的俯视图有裂纹。

三.结论

在政治压力和商业利益交织下，无铅焊接成为不可抗拒的SMT厂商，势必带来行业的一场大革命。所有的P  . C  . B  .的制造商和P  C  B  A  .的装配工都将遭受巨大的灾难。这两个行业大多集中在亚洲，尤其是台湾和中国大陆。到时候，无尽的烦恼肯定会打碎无尽的大脑，所以还是先做好心理准备，尽量减少可能造成的伤害。