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锡焊机理与焊点可靠性分析

锡焊机理与焊点可靠性分析

顾霭云

顾霭云

内容

内容

一.概述

一.概述

二.锡焊机理

二.锡焊机理

三.焊点可靠性分析

三.焊点可靠性分析

四.关于无铅焊接机理

四.关于无铅焊接机理

五.锡基焊料特性

五.锡基焊料特性

一.概述熔焊

熔焊

焊接种类压焊压焊

钎焊

超声压焊

金丝球焊

激光焊

钎焊

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。

二.锡焊机理

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。

锡焊过程——焊接过程是焊接金属表面、助焊剂、

锡焊过程——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

物理学——润湿、黏度、毛细管现象、热传导、扩散、溶解

物理学——

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

表面清洁冶金学——合金、合金层、金相、老化现象

焊件加热

熔锡润湿

扩散结合层

电学——电阻、热电动势

电学——电阻、热电动势冷却后形成焊点

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，以Cu为例）、

焊接过程中焊接金属表面（母材，以Cu为例）、

助焊剂、熔融焊料之间相互作用

助焊剂、熔融焊料之间相互作用