影响PCBA焊接质量与厚度的因素

一般而言，PCBA焊接（金属间结合层）的质量与厚度跟焊料有很大的关系，而焊料的合金成分是决定焊膏的熔点及焊点质量的关键参数。从一般的润湿理论上讲，大多数金属较理想的钎焊温度应高于熔点（液相线）温度（15.5～71℃）。对于Sn系合金，建议在液相线之上30～40℃左右。下面我们以Sn-Pb焊料合金为例，来分析合金成分对熔点及焊点质量的影响。

不过在介绍合金成分之前，先给大家简单介绍一下共晶合金：所谓共晶焊料就是由固相变液相或由液相变固相均在同一温度下进行，在此组分下的细小晶粒混合物叫做共晶合金。当温度升温达到共晶点时，固相焊料全部呈液相状态；当温度降到共晶点时，液相焊料冷却凝固全部变成固相状态。正因如此，共晶合金在熔化和凝固过程中没有塑性范围。而合金凝固温度范围（塑性范围）对焊接的工艺性和焊点质量影响极大。比如塑性范围大的合金，在合金凝固、形成焊点时需要较长时间，如果在合金凝固期间PCB和元器件有任何振动（包括PCB变形）都会造成“焊点扰动”，并可能造成焊点开裂，从而使设备过早损坏。

在Sn-Pb合金配比中，共晶合金的熔点最低。63Sn-37Pb共晶合金（B点）的熔点为183℃，PCB焊接温度也最低，在210～230℃左右，焊接时不会损坏元件和PCB电路板。其他任何一种合金配比的液相线都比共晶温度高，如40Sn-60Pb（H点）的液相线为232℃，其SMT贴片焊接温度在260～270℃左右，显然焊接温度超过了元件和PCB印制板的耐受极限温度。因此当焊点温度降到共晶点时凝固形成的结晶颗粒最小，结构最致密，焊点强度最高。

最后总结一下，为了保证PCBA焊接质量，在选择焊料时，不管是传统的Sn-Pb焊料还是无铅焊料，焊料的合金成分都要尽量达到共晶或近共晶要求。此外，合金粉末表面的氧化物含量也会影响焊膏的可焊性。虽然助焊剂有清洗金属表面氧化物的功能，但如果是比较严重的氧化问题也不能完全去除。所以要求合金粉末的含氧量应小于0.5%，最好控制在80x10的负6次方以下。