软钎焊性分析及造成焊点润湿不良的原因

软钎焊性是指材料易于采用钎料进行软钎焊连接的能力。对于那些易于实现软钎焊连接的材料，我们称之为软钎焊性优良的材料。反之，则认为其软钎焊性不佳。在电子行业中，软钎焊性也称之为“可焊性”。但这种叫法易与常规焊接中的“焊接性”（Weldability）相混淆。

软钎焊性的优劣，在很大程度上取决于母材—钎料体系的润湿状态。一般来说，如果钎料对母材的润湿性能良好，则软钎焊性通常也比较好。所以，可以用润湿情况来评价。

钎料对母材润湿是形成优良焊点的基本前提。润湿的程度可以用钎料在母材上的接触角来表示。润湿程度的大小可大致分为润湿良好、部分润湿和不润湿等几种情况。

润湿良好是指在焊接面上留下一层均匀、连续、光滑、无裂痕、附着好的钎料，此时接触角明显小于30°。部分润湿是指金属表面一些地方被钎料润湿，另一些地方表现为不润湿，此时接触角在30°～90°之间。不润湿是指钎料在焊接面上不能有效铺展，甚至在外力作用下钎料仍可去除。一般地，接触角小于90°时，认为焊点是合格的；大于90°时，则认为焊点不合格（见图4-5）。

图4-5 合格和不合格焊点的接触角 Fig.4-5 Contact angles of the good and failed soldered joints

电子部件钎焊时，母材表面的氧化物在加热过程中被钎剂去除。加热不仅使钎剂活化，而且使钎料的表面张力减小，使润湿作用增强。如果母材与钎料之间没有良好的润湿作用，将导致不润湿或反润湿。图4-6所示为引脚良好润湿时焊点形态示意图。此时，接触角小于90°，并且在焊盘上会留下均匀光滑的钎料层。(www.xing528.com)

图4-6 引脚良好润湿时焊点形态示意图 Fig.4-6 Scheme of a joint in good wetting state

造成焊点润湿不良的原因有以下两方面：一是由于母材表面的氧化物未被钎剂去除干净，使得钎料难以在这种表面上铺展，从而导致接触角大于90°；另一原因是钎料本已良好润湿母材，但由于工艺不当（如加热时间过长或温度过高等），使得母材表面易于被钎料润湿的金属镀层完全溶解到液态钎料中，并裸露出不易被钎料润湿的基体金属表面，或是由于钎料与母材相互作用，形成了连续的不易被钎料润湿的化合物相。一旦出现这类情形，已铺展开的液态钎料就会回缩，使其表面积趋于最小，使接触角增大，最终形成所谓的反润湿（或称为润湿回缩）焊点（见图4-7）。

图4-7 反润湿示意图 `Fig.4-7 Scheme of dewetting