SMT焊料选择、工艺流程及失效分析
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锡膏应用
暨表面组装（ＳＭＴ）无铅焊接工艺可靠性技术
•焊料及焊接原理
•1：SMT实现过程
•2：焊料
•3：焊接原理
1、SMT工艺实现过程（1/4）
1、SMT工艺实现过程（2/4）
1、SMT工艺实现过程（3/4）
1、SMT工艺实现过程（4/4）
2、焊料（1/8）
焊料在电子产品中的运用:
常见焊接方法：手工焊、波峰焊、回流焊
2、焊料（3/8）
无铅焊料合金的选择(回流焊&波峰焊)波峰焊工艺
最常用焊料合金
回流焊、手工焊工
艺最常用焊料合金
2、焊料（4/8）
SMT用有铅&无铅焊料对照
xAg--yCu
yCu))
Sn--xAg
无铅合金((Sn
Sn63Pb37无铅合金
217～～219熔点（℃℃）183217
熔点（
g/cm3）8.427.50密度（
密度（g/cm
润湿角（
润湿角（°°）1444
cm））380460
表面张力（260℃,dyne
表面张力（
260℃,dyne--cm
2、焊料（5/8）
共晶焊料的概念
合金直接从固态变为液态,,而不经
使得在同一温度下,,合金直接从固态变为液态
若存在一种组分,,使得在同一温度下
焊料合金中
焊料合金中,,若存在一种组分
过塑性阶段。那么这种组分的合金成为共晶合金，对应的焊料为共晶焊料。其熔化温度称为共晶温度或共晶点。
在大多数情况下，共晶合金中组成物金属的熔点与它在纯金属状态下的熔点相差
183℃。而
，其共晶点为183℃
。而100℃
Sn63Pb37，其共晶点为
100℃。比如，最常用的有铅共晶焊料组分为
。比如，最常用的有铅共晶焊料组分为Sn63Pb37
Pb的熔点
328 ℃ 。。
的熔点328 ℃
232℃，纯
，纯Pb
Sn的熔点
的熔点232℃
纯Sn
下表为常用无铅焊料的共晶成分及其共晶点：
合金系列共晶成分共晶点（
共晶点（℃℃）
Sn--3.5Ag221
Sn
Sn--Ag Sn
Sn--0.7Cu227
Sn
Sn--Cu Sn
3.9Ag--0.6Cu217 ?
Sn--3.9Ag
Sn
Sn--Ag
Ag--Cu Sn
严格来说，三元合金的共晶成分不存在！
行业内使用最多的无铅焊料的合金成分为金成分为Sn Sn--3.0Ag 3.0Ag--0.5Cu 0.5Cu，其可，其可焊性与可靠性被认为与焊性与可靠性被认为与Sn63Pb37Sn63Pb37最接近！
出于成本考虑，出于成本考虑，Ag Ag含量低于含量低于1%1%的低银的低银SAC SAC系列合金也被越广泛系列合金也被越广泛地使用。
2、焊料（6/8）
焊料的各种形态:
焊料产品形态：锡膏（回流焊）、锡线（手工焊）、锡条（波峰焊）、预成型焊料片
2、焊料（7/8）
SMT用焊锡膏组成
锡膏是由合金颗粒（见左图）与助焊剂按一定比例（重量比为9：1）混合而成。
合金颗粒呈球形或椭球形，根据其直径的分布，可以将锡膏分为6种类型。
2、焊料（8/8）
3、焊接原理（1/9）
焊接定义
焊接是通过加热或加压或两者并行的方式使两种或两种以上同种或异种材料通过原子或分子之间的结合和扩散连接成一体的工艺过程。
3、焊接原理（2/9）
焊接相关的基本概念——表面张力
）是一种物理效应，它使得液体的表面总是试图获得最小的、Surface tension）是一种物理效应，它使得液体的表面总是试图获得最小的、表面张力（Surface tension
光滑的面积，就好像它是一层弹性的薄膜一样。其原因是液体的表面总是试图达到能量最低的状态。
广义地所有两种不同物态的物质之间界面上的张力被称为表面张力。表面张力的量纲是单位
长度的力和单位面积的能。在材料科学里，表面张力也称为表面应力和表面自由能。
3、焊接原理（3/9）
焊接相关的基本概念——润湿
）是指液相与固相接触时液相沿着固相表面铺展的现象。
Wetting）是指液相与固相接触时液相沿着固相表面铺展的现象。
润湿（Wetting
液体在固体表面能铺展，接触面有扩大的趋势，就是润湿，此时液体对固体表面的附着力大于其表面张力；液体在固体表面不能铺展，接触面有收缩成球形的趋势，就是不润湿，此时液
体对固体表面的附着力小于其表面张力。
焊接相关的基本概念——
润湿角
润湿角（Wetting Angle Wetting Angle）是通过润湿平衡原理测量、计算获得的，它是衡量焊料可焊性）是通过润湿平衡原理测量、计算获得的，它是衡量焊料可焊性的重要指标。θ=0θ=0°°，表示完全润湿；，表示完全润湿；θ=180θ=180°°，表示完全不润湿；，表示完全不润湿；00°＜°＜θθ＜9090°°，表示润湿良好。
3、焊接原理（4/9）
焊接相关的基本概念——扩展率
焊料
基板
H 0
基板
H
基板
焊料
3、焊接原理（5/9）