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為什么二次回流焊(2nd reflow)時(shí)第一面已經(jīng)打件的電子零件不會(huì)因?yàn)樵龠^(guò)一次回流焊的相同高溫而重新融錫掉落？一般SAC305錫膏于第二次回流焊時(shí)熔錫溫度又會(huì)升高多少?

 

為什么電路板SMT打在第一面件的零件，于板子打第二面過(guò)第二次過(guò)回流焊爐時(shí)，打在第一面板子上的電子零件不會(huì)掉落下來(lái)？一般電路板經(jīng)過(guò)第二次回流焊錫爐(reflow oven)時(shí)的溫度也幾乎都是一樣的溫度，而且大部分的回流焊爐溫設(shè)定也是上、下?tīng)t一樣，那為什么第二面板子上的錫膏會(huì)熔錫，而第一面上已經(jīng)融化過(guò)一次的錫膏不會(huì)再熔錫呢？難道錫膏在二次回流焊時(shí)熔錫的溫度升高了？

 

相信很多摸過(guò)SMT(Surface Mount Technology)的朋友都有這樣的疑問(wèn)？或是曾經(jīng)被人家詢(xún)問(wèn)過(guò)類(lèi)似的問(wèn)題？也許你隱約知道答案，不過(guò)你真的了解為什么打在第二面的零件不會(huì)在二次回流焊爐中掉下來(lái)呢？或許有前輩告訴過(guò)你，已經(jīng)融化過(guò)一次的錫膏要再第二次回流焊時(shí)再度融化，其溫度會(huì)比新鮮的錫膏高出大概10°C左右，但為什么已經(jīng)融化過(guò)一次的錫膏要再次融化的溫度就會(huì)比較高呢？

 

下面深圳宏力捷就從錫膏SAC305的熔點(diǎn)的角度為大家講解一下 ：

SAC305第一次Reflow熔點(diǎn)約在217°C，那第二次Reflow的熔點(diǎn)大約落在哪里呢？第二次Reflow的熔點(diǎn)會(huì)升高是因?yàn)榻M成成份改變的關(guān)系嗎？

 

SAC305的熔點(diǎn)在經(jīng)過(guò)一次reflow后，可能會(huì)因?yàn)椴糠莸暮稿a元素（主要是錫和銅，而「銀」則形成Ag3Sn后，不會(huì)再參與其他反應(yīng)）與焊墊或零件腳的材質(zhì)形成IMC。另外，部份焊墊或零件腳的元素亦會(huì)熔入至焊點(diǎn)中，因此，使得單一焊點(diǎn)的焊錫成份組成發(fā)生變化，不再是原來(lái)SAC305的比率。

 

至于熔點(diǎn)變化的范圍，比較難估計(jì)，因?yàn)槊糠N零件的狀況不同，即使在同一片PCB上，不同的焊點(diǎn)可能也會(huì)有所差異。另外，同一焊點(diǎn)也可能因?yàn)樵財(cái)U(kuò)散狀況不同，在不同位置（例如QFN零件腳下方和零件腳外側(cè)的成份分佈會(huì)有差異）元素分佈不同而有差異。但是，可以比較確認(rèn)的是SAC305是近共晶材料，因此，少量的合金成份變化，熔點(diǎn)還是會(huì)由217°C附近開(kāi)始熔解(共晶點(diǎn))，完全熔解的溫度則會(huì)提高，推測(cè)整體焊點(diǎn)的平均完全熔解溫度可能會(huì)上升至225~230°C附近。

 

另外，一般二次回流焊時(shí)，第一次回流焊的焊點(diǎn)表面會(huì)存在氧化物，且焊點(diǎn)缺少助焊劑作用（助焊劑用于清除氧化膜的能力不足），即使溫度上升至回流焊溫度， 第一次回流焊焊點(diǎn)的表面氧化物張力作用亦會(huì)支撐住焊點(diǎn)形狀， 使得在焊點(diǎn)外觀上不會(huì)因?yàn)闇囟冗_(dá)到焊錫熔點(diǎn)而出現(xiàn)熔融坍塌現(xiàn)象。

 

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二次回流焊時(shí)避免第一面零件掉落的解決方法 

 

對(duì)于【為什么二次回流焊時(shí)第一面零件不會(huì)掉落？】的補(bǔ)充意見(jiàn)：

1、假設(shè)原為SAC305的錫膏，經(jīng)過(guò)第一次回流焊融錫后，其SAC305的合金成份比率已經(jīng)發(fā)生了變化，比如說(shuō)有些錫與銅（銅基地，如OSP）或是鎳與錫（鎳基地， 如ENIG）會(huì)生成IMC，另外，不要忘記最重要的「銀」也形成Ag3Sn的IMC，這些已經(jīng)形成IMC的元素于二次回流焊時(shí)不再參與融錫的反應(yīng)，也就是說(shuō)焊錫中的成份已經(jīng)改變，不再是原來(lái)SAC305的比率，特別是「銀」幾乎都已經(jīng)變成了IMC不見(jiàn)了，所以融錫的溫度就會(huì)跟著改變而升高。至于會(huì)比二次回流焊的融錫溫度升高多少度，一般來(lái)說(shuō)大約10°C以?xún)?nèi)，個(gè)人沒(méi)有實(shí)際實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，只是推測(cè)。所以如果二次回流焊的溫度過(guò)高，還是可能造成第一面的焊點(diǎn)重新熔融，零件可能掉落的風(fēng)險(xiǎn)。

 

2、二次回流焊時(shí)第一面的錫點(diǎn)內(nèi)的「助焊劑(Flux)」已經(jīng)揮發(fā)，不能再發(fā)揮其降低錫液表面張力的效果，所以既使有部份融錫的現(xiàn)象，焊點(diǎn)的外觀上也不會(huì)因?yàn)闇囟冗_(dá)到焊錫熔點(diǎn)而出現(xiàn)熔融坍塌現(xiàn)象。當(dāng)然，溫度如果高出熔點(diǎn)很多當(dāng)然還是會(huì)融錫。