无论是再流焊、波峰焊还是手工焊，表面张力对于形成良好焊点都是不利因素。但在SMT贴片加工再流焊中表面张力又能被利用一一当焊膏达到熔融温度时，在平衡的表面张力的作用下，会产生自定位效应( Self Alignment)。接下来为大家介绍PCBA加工表面张力和黏度的作用与改善措施。


　　一、表面张力在焊接中的作用


　　表面张力与润湿力的方向相反，因此表面张力是不利于润湿的因素之一。


　　无论是再流焊、波峰焊还是手工焊，表面张力对于形成良好焊点都是不利因素。但在SMT贴片加工再流焊中表面张力又能被利用。


　　当焊膏达到熔融温度时，在平衡的表面张力的作用下，会产生自定位效应( Self Alignment)，即当元器件贴放位置有少量偏离时，在表面张力的作用下，元器件能自动被拉回到近似目标位置。


　　因此表面张力使再流工艺对贴装精度的要求比较宽松，比较容易实现高度自动化与高速度。


　　同时也正因为“再流动”及“自定位效应”的特点，SMT再流焊工艺対焊盘设计、元器件标准化等方面有更严格的要求。


　　如果表面张力不平衡，即使贴装位置十分准确，焊接后也会出现元件位置偏移、立碑、桥接等焊接缺陷。


　　波峰焊时，由于 SMC/SMD元件体本身的尺寸和高度，或由于高元件挡住矮元件而阻挡了迎面而来的锡波流，又受到锡波流表面张力的影响造成阴影效应，在元件体背面形成液态焊料无法浸润到的挡流区，造成漏焊。


　　二、改变表面张力的措施


　　黏度与表面张力是焊料的重要性能。优良的焊料熔融时应具有低的黏度和表面张力。表面张力是物质的本性，不能消除，但可以改变。


　　PCBA焊接中降低表面张力和黏度的主要措施有以下几个：


　　1. 提高温度。升高温度可以增加熔融焊料内的分子距离，减小液态焊料内分子对表面分子的引力。因此升温可以降低黏度和表面张力。


　　升温可以降低黏度和表面张力


　　2. 调整金属合金比例。Sn的表面张力很大，増加Pb可以降低表面张力。从图中可以看出，在Sn-Pb焊料中增加铅的含量，当Pb的含量达到37％时，表面张力明显减小。


　　在Sn-Pb焊料中增加铅的含量，当Pb的含量达到37％时，表面张力明显减小。


　　3. 增加活性剂。此举能有效地降低焊料的表面张力，还可以去掉焊料的表面氧化层。


　　4. 改善焊接环境。采用氮气保护PCBA焊接或真空焊接可以减少高温氧化，提高润湿性。


　　三、PCBA加工表面张力被破坏的后果


　　在PCBA加工中，当焊锡表面张力遭到破坏的时候，就会造成表面贴装元件的焊接不良。润湿不良的主要表现现象为，在焊接过程中，基板焊区和焊料经浸润后金属之间不产生反应，造成少焊或漏焊。


　　造成润湿不良的主要原因：


　　1、焊区表面被污染、焊区表面沾上助焊剂、或贴片元件表面生成了金属化合物。都会引起润湿不良。如银表面的硫化物，锡的表面有氧化物等都会产生润湿不良。


　　2、当焊料中残留金属超过0.005%时，焊剂活性程度降低，也会发生润湿不良的现象。


　　3、波峰焊时，基板表面存在气体，也容易产生润湿不良。


　　解决润湿不良的方法有：


　　1、严格执行对应的焊接工艺。


　　2、PCB板和元件表面要做好清洁工作。


　　3、选择合适的焊料，并设定合理的焊接温度与时间。

　　

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