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很多朋友可能都沒(méi)有細(xì)想過(guò)PCBA加工焊錫吃得好與不好的原理是什么？是什么因素會(huì)造成零件空焊？

一般IPC英文版本以Wetting(潤(rùn)濕)來(lái)形容吃錫確實(shí)非常傳神，把焊錫想像成「水」的樣子，有「潤(rùn)濕 」就表示吃錫吃得好，沒(méi)有被「潤(rùn)濕 」就表示吃錫吃得不好，或甚至沒(méi)吃錫。

那是什么因素影響了「潤(rùn)濕」的程度呢？潤(rùn)濕的終極表現(xiàn)可以用IMC(Intermetallic Compound)有沒(méi)有形成來(lái)確認(rèn)，而IMC其實(shí)是一種化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，如果是銅基地的PCB（OSP是也）會(huì)生成Cu6Sn5，如果是鎳基地的PCB（ENIG是也）會(huì)生成Ni3Sn4，IMC生成物是一種化合物，而想形成化學(xué)反應(yīng)就需要的是熱能，熱能又取決于溫度，這里可能要再加上時(shí)間，但能不能直接以Reflow溫度曲線(xiàn)下的面積（溫度 x 時(shí)間）來(lái)計(jì)算就有待商榷。

 

總之，到目前為止【溫度】就是決定錫膏潤(rùn)濕(吃錫)是否良好的主要因素，也就是說(shuō)當(dāng)給予的溫度高于錫膏熔錫的溫度使其可以形成IMC就可以形成良好的吃錫，換個(gè)比較學(xué)術(shù)的說(shuō)法，當(dāng)給予的熱能高過(guò)PCB的表面處理、錫膏的「表面能」，才能形成化學(xué)反應(yīng)，所謂「表面能」是創(chuàng)造物質(zhì)表面時(shí)，破壞分子間化學(xué)鍵所需消耗的能量。

以上是理想的狀態(tài)，那如果PCB的表面處理或是錫膏氧化了，它們的表面能就隨著氧化程度而增加，但SMT的回流焊(Reflow)溫度卻是固定的，因?yàn)橛行┝慵荒透邷兀谑墙o予的熱能不變，但表面能增加的情況下就會(huì)造成潤(rùn)濕不良的情形，當(dāng)氧化程度不是很?chē)?yán)重時(shí)，就會(huì)發(fā)生部份可以潤(rùn)濕，部份不潤(rùn)濕的縮錫(De-Wetting)現(xiàn)象，當(dāng)氧化非常嚴(yán)重就會(huì)造成不沾錫/不潤(rùn)濕(Non-Wetting)的現(xiàn)象。

所以影響焊錫潤(rùn)濕的因素為「溫度」與「氧化」程度。

請(qǐng)注意：這里的溫度指的是要焊錫與需要生成焊接的位置，既使環(huán)境溫度已經(jīng)達(dá)到了融錫溫度，但需要焊接的位置仍然未超過(guò)其表面能的溫度，就會(huì)發(fā)生焊錫融化了但卻流動(dòng)到鄰近已經(jīng)升溫超過(guò)表面能的位置。

這個(gè)現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生在焊錫全部集中在零件腳或是全部集中在PCB焊墊的位置，就是有一方的表面處理可能已經(jīng)氧化，造成表面能升高，當(dāng)一方可以吃錫，另一方不能吃錫，就會(huì)這樣。

另外一個(gè)現(xiàn)象是PCB的焊墊上鋪設(shè)了大面積的銅箔，銅箔面積越大就需要供給更多的熱能才能升溫，可是零件的升溫卻很快，這時(shí)候如果回流焊爐的溫度曲線(xiàn)條得不好，也會(huì)造成焊錫全部跑到零件腳的情形，所以有些PCB會(huì)特意在這種焊墊上設(shè)計(jì)熱阻(Thermal Relief)來(lái)降低其影響。