SnAgCu焊料中Cu含量對起翹的影響-福英達錫膏
SnAgCu焊料中Cu含量對起翹的影響
起翹是指在制造或焊接過程中，通常是在電子元件制造和組裝中，材料或組件出現彎曲或翹曲的現象。這種彎曲通常發生在板狀或薄膜狀材料上，如印刷電路板（PCB）、芯片、電子封裝、塑料零件等。起翹可能會導致組件不符合規格，極端情況下會損壞組件或導致電子設備的性能問題。起翹通常是由于不均勻的溫度分布、應力分布或材料性質差異等因素引起的。例如，在焊接過程中，不同材料的熱膨脹系數不同，可能會導致組件在冷卻后產生變形。同樣，不均勻的冷卻過程也可能導致材料或組件彎曲。
圖1.熱膨脹系數不匹配引起的翹曲
固、液共存區是指在焊料凝固過程中，焊料中同時存在固態和液態相的區域。這個區域的寬度受焊料成分和溫度的影響。一般來說，固、液共存區越寬，起翹的可能性越大，因為這意味著焊料凝固的時間更長，從而產生更大的熱應力和內部應力。
固、液共存區寬度的影響對起翹的發生是不可忽視的。特別是當采用SnAgCu或SnCu焊料合金進行波峰焊接時，焊料槽中的Cu含量將發生變化。即PCB上的布線和焊盤上的Cu將溶入焊料槽中，使用時間一長，焊料槽中焊料Cu的濃度不斷增大，固、液共存區的寬度將隨之發生變化。
圖2.使用SnAg3.5CuX合金時Cu含量的變化對起翹發生率的影響
圖中用SnAg共晶成分，焊接引腳鍍SnPb的元器件時起翹發生的程度，當Cu含量增加到0.2wt%時，起翹的發生率達到最大。然后隨著Cu含量的增加，起翹發生率徐徐減少，當Cu含量增加到0.75wt%時起翹的發生率達到最小，然后便又緩慢地增加。顯然共晶組分能使起翹發生率最小。因此，有效管理焊料槽中的焊料成分，包括從引腳鍍層中混入的Pb和從基板上溶入的Cu，對于確保焊接過程的成功至關重要。
為了減少或避免起翹的發生，需要控制焊料槽中的Cu含量在合適的范圍內，一般在0.5%~1.0%之間。除此之外，還可以采用以下一些方法：
優化焊接溫度和時間，使印制板或元器件受熱均勻且充分。
優化焊接參數，使印制板或元器件受力平衡且適當。
優化印制板或元器件的設計、加工、清潔、儲存等環節，提高印制板或元器件的品質和穩定性。
使用合適的澆口位置和形式，避免局部過熱或過冷。
使用輔助夾具或支撐物固定印制板或元器件，防止變形。
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