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回流焊工艺

无铅回流焊冷却速率对焊点质量的影响

发布时间:2019-04-22  新闻来源:

研究无铅回流焊冷却速率对焊接点质量的影响,需要从多个角度入手,这是保障全面失控理解无铅回流焊工艺流程运行原理的关键所在,也是自动回流焊点质量控制和管理工作的重点。具体来讲,我们可以从以下几个角度去进行研究:


无铅回流焊运行视频


一、无铅焊料微观组织的角度来看

微观组织是回流焊点质量的重要参考标准,因此研究冷却速率对无铅焊料微观组织的影响,也是很有必要的。器研究的方法为:以Sn-3.5Ag合金为研究对象,非标选用坩埚冷,空冷,水冷和快冷四种冷却方式,由此得到该合金材料冷却的微观组织对照信息,对于微观组织对照结果进行分析,得出对应的结论。实验研究的结果是:冷却速率对于焊料铸造合金微观组织的影响,与对于Sn-Ag合金的影响比较类似。在快速冷却的条件下,往往可以获取细密的初晶,慢冷条件下获取到的往往是粗大的树枝状组织。简而言之,我无铅回流焊冷却过程中,冷却速率会对于无铅焊料微观组织产生影响,进而影响到焊点质量。

二、无铅焊料拉伸性能的角度来看

在对于无铅焊料拉伸性能进行思考的时候,主要是从以下几个参数来进行界定的:1、拉伸强度;2、屈服强度;3、延伸率;4、断面特点。本次同样以Sn-Ag-Cu合金焊料为研究对象,在不同的冷却速率条件下去观察其拉伸性能参数时候存在不一样的情况。实验的结果是:在冷却速率不断提高的条件下,拉伸强度和屈服强度会不断的提升,尤其在冷却速率不断增加的背景下,微观结构出现细化的同时,其尺寸和强度之间关系也表现出正比例,即冷却速率不断增加,微观组织越发细化,强度也会在这样情况下不断提高。但是需要注意的是,在界面面积增加的背景下,其抗断裂能力也在提升,有着提高自身强度的效果。需要了解到的是焊料合金的强度增加是有限度的,一旦其达到特定水平,冷却速率对于强度的影响程度就不会那么明显了。除此之外,在实验中还发现,冷却速率还会对于焊料合金的延伸率造成影响,当冷却速率不断增加,焊料合金自身的延伸率也会不断提高。

三、从内部化合物的影响角度来看

冷却速率对于内部化合物的影响主要体现在对于金属间化合物的影响,具体来讲,其主要牵涉到以下的内容:对于内部金属间化合物的外在形态的影响。为了验证上述的推论,同样在不同冷却速率下,去进行比较,看看同样焊料合金材料的金属间化合物的形态是否存在较大的变化。其实验的结果为:以快速冷却的方式去进行,使得合金的过冷度不断增加,形核率会不断提高,此时金属间化合物会不断长大,会以球状颗粒的方式散布在其中,在冷却速率处于较低状态的时候,形核率出现下降的情况,此时的金属间化合物会不断增大,并且以针状,棒型和块状的形式曾显出来,尤其是在速率急剧的下降情况下,甚至会以片状的形式呈现出来。由此,我们应该严格控制冷却速率,保证其处于合理状态下,避免上述过于急剧情况的发生,由此实现焊点强度达到合理的水平。

四、从无铅焊点凝固缺陷的角度来看

焊点凝固缺陷也是影响焊点质量的重要因素,焊点凝固缺陷越少,证明焊点的质量越高。从理论上来讲,无论是微观偏析,还是焊点剥离:以后是凝固开裂,都牵涉到凝固环节。而在此过程中,焊点凝固缺陷与冷却速率有着很大的关联。通过实验验证,焊点剥离的情况发生,与微观偏析,热传输不均匀,垂直基板板面收缩大,有着很大关联,而较大的冷却速度会对于偏析起到抑制作用,即使不能达到完全抑制的效果,但是可以使得圆角表面裂纹不断增加。但是如果冷却速度过大的话,还会对于焊料的变形速率产生影响,这就是焊点开裂的前兆。因此,在焊料液相线温度以上的操作,都应该做好急冷工作,以实现对于偏析的抑制。比如以缓慢冷却的方式,保证焊点剥离和凝固开裂之前实现温度降低,并且做好回火处理,保证其能够实现Bi的扩散,避免有害界面偏析出现,这样的好处还体现在能够减少残余应力。
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