為什么SMT二次回流焊時(shí)第一面零件不會(huì )掉落?
為什么二次回焊(2nd reflow)時(shí)第一面已經(jīng)打件的電子零件不會(huì )因為再過(guò)一次回焊的相同高溫而重新融錫掉落?一般SAC305錫膏于第二次回流焊時(shí)熔錫溫度又會(huì )升高多少?
為什么電路板SMT打在第一面件的零件,于板子打第二面過(guò)第二次過(guò)回焊爐時(shí),打在第一面板子上的電子零件不會(huì )掉落下來(lái)?一般電路板經(jīng)過(guò)第二次回流焊錫爐(reflow oven)時(shí)的溫度也幾乎都是一樣的溫度,而且大部分的回焊爐溫設定也是上、下?tīng)t一樣,那為什么第二面板子上的錫膏會(huì )熔錫,而第一面上已經(jīng)融化過(guò)一次的錫膏不會(huì )再熔錫呢?難道錫膏在二次回流焊時(shí)熔錫的溫度升高了?
相信很多摸過(guò)SMT(Surface Mount Technology)的朋友都有這樣的疑問(wèn)?或是曾經(jīng)被人家詢(xún)問(wèn)過(guò)類(lèi)似的問(wèn)題?也許你隱約知道答案,不過(guò)你真的了解為什么打在第二面的零件不會(huì )在二次回焊爐中掉下來(lái)呢?或許有前輩告訴過(guò)你,已經(jīng)融化過(guò)一次的錫膏要再第二次回焊時(shí)再度融化,其溫度會(huì )比新鮮的錫膏高出大概10°C左右,但為什么已經(jīng)融化過(guò)一次的錫膏要再次融化的溫度就會(huì )比較高呢?
SAC305的熔點(diǎn)在經(jīng)過(guò)一次reflow后,可能會(huì )因為部份的焊錫元素(主要是錫和銅,而「銀」則形成Ag3Sn后,不會(huì )再參與其他反應)與焊墊或零件腳的材質(zhì)形成IMC。另外,部份焊墊或零件腳的元素亦會(huì )熔入至焊點(diǎn)中,因此,使得單一焊點(diǎn)的焊錫成份組成發(fā)生變化,不再是原來(lái)SAC305的比率。
至于熔點(diǎn)變化的范圍,比較難估計,因為每種零件的狀況不同,即使在同一片PCB上,不同的焊點(diǎn)可能也會(huì )有所差異。另外,同一焊點(diǎn)也可能因為元素擴散狀況不同,在不同位置(例如QFN零件腳下方和零件腳外側的成份分布會(huì )有差異)元素分布不同而有差異。但是,可以比較確認的是SAC305是近共晶材料,因此,少量的合金成份變化,熔點(diǎn)還是會(huì )由217°C附近開(kāi)始熔解(共晶點(diǎn)),完全熔解的溫度則會(huì )提高,推測整體焊點(diǎn)的平均完全熔解溫度可能會(huì )上升至225~230°C附近。
另外,一般二次回焊時(shí),第一次回焊的焊點(diǎn)表面會(huì )存在氧化物,且焊點(diǎn)缺少助焊劑作用(助焊劑用于清除氧化膜的能力不足),即使溫度上升至回焊溫度,第一次回焊焊點(diǎn)的表面氧化物張力作用亦會(huì )支撐住焊點(diǎn)形狀,使得在焊點(diǎn)外觀(guān)上不會(huì )因為溫度達到焊錫熔點(diǎn)而出現熔融坍塌現象。