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波峰焊点上有锡须原因及预防

发布时间:2017-02-03  资讯来源:

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波峰焊点上的锡须是镀层表面生长出来的细丝状锡单晶。锡须可能造成短路危险,引发灾难性后果。无铅环境中更容易出现锡须现象。

锡须形成与生长的驱动力为应力梯度。也就是说,表面镀层的某些晶粒受到周围的正向应力梯度场的作用(该晶粒承受压应力)而导致晶须从该晶粒形成与生长。
应力梯度来自于金属间化合物的形成,或者说是镀层材料与基体材料的热膨胀系数不匹配,在承受载荷时导致的热应力。
锡须的形成与生长和再结晶密不可分。也就是说,在内部位错微应力场和环境温度的作用下,某些晶粒发生再结晶。而再结晶晶粒与周围晶粒在自由能方面的不匹配导致整个系统向自由能小方向演化,晶须的形成与生长就是这个小化过程的自然产物。


波峰焊点锡须

波峰焊接后锡须


波峰焊接后焊点上锡须的成因:
表面镀层的某些晶粒受到周围的正向应力梯度场的作用(该晶粒承受压应力)而导致晶须从该晶粒形成与生长。应力梯度主要有两个来源:
(1)金属间化合物的形成时产生;
(2)镀层材料与基体材料的热膨胀系数不匹配,在承受载荷时导致的热应力。锡须的形成与生长和再结晶密不可分。在内部位错微应力场和环境温度的作用下,某些晶粒发生再结晶,而再结晶晶粒与周围晶粒在自由能方面的不匹配导致整个系统朝自由能小方向演化,晶须的形成与生长就是这个小化过程的自然产物。
注:其中Sn镀层更容易出现锡须现象,而bright  tin又比matte  tin严重。Cu引线比42合金更容易产生锡须现象。

波峰焊接后焊点锡须的防止措施:
1、镀层进行退火、熔化、回流等热处理。常用的是退火,后两者在根本上是致的,即将镀层熔化再凝固。不同的是熔化是浸在温度略高于镀层材料熔点的油中;
2、采用Ni、Cu等中间镀层,其主要作用:
1)提高表面镀层的耐腐蚀能力;
2)作为基板材料与表面镀层材料间的扩散阻挡层;
3)改变表面镀层内部的应力状态;
3、 镀层进行合金化处理,加入Pd、Ag、Bi、Ni、Cu、Fe、Zn等元素。




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