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手工BGA植球焊接的原理是什么?

文章出处:纸卡板人气:0发表时间:2019-11-06 11:45:28【

手工BGA植球焊接的原理是什么?

 
  你知道BGA植球吗?下面小编来讲解下!
     
   一、焊接原理
 
  锡焊是一门科学,他的原理是通过加热的烙铁将固态焊锡丝加热熔化,再借助于助焊剂的作用,使其流入被焊金属之间,待冷却后形成牢固可靠的焊接点。当焊料为锡铅合金焊接面为铜时,焊料先对焊接表面产生润湿,伴随着润湿现象的发生,焊料逐渐向金属铜扩散,在焊料与金属铜的接触面形成附着层,使两则牢固的结合起来。所以焊锡是通过润湿、扩散和冶金结合这三个物理,化学过程来完成的。
 
  1.润湿:润湿过程是指已经熔化了的焊料借助毛细管力沿着母材金属表面细微的凹凸和结晶的间隙向四周漫流,从而在被焊母材表面形成附着层,使焊料与母材金属的原子相互接近,达到原子引力起作用的距离。引起润湿的环境条件:被焊母材的表面必须是清洁的,不能有氧化物或污染物。形象比喻:把水滴到荷花叶上形成水珠,就是水不能润湿荷花。把水滴到棉花上,水就渗透到棉花里面去了,就是水能润湿棉花。
 
  2.扩散:伴随着润湿的进行,焊料与母材金属原子间的相互扩散现象开始发生。通常原子在晶格点阵中处于热振动状态,一旦温度升高。原子活动加剧,使熔化的焊料与母材中的原子相互越过接触面进入对方的晶格点阵,原子的移动速度与数量决定于加热的温度与时间。
 
  3. 冶金结合:由于焊料与母材相互扩散,在2种金属之间形成了一个中间层---金属化合物,要获得良好的焊点,被焊母材与焊料之间必须形成金属化合物,从而使母材达到牢固的冶金结合状态。
 
  二、助焊剂的作用
 
  助焊剂(FLUX)這個字来自拉丁文是"流动"(Flow in Soldering)。助焊剂主要功能为:
 
  1.化学活性(Chemical Activity)要达到一个好的焊点,被焊物必须要有一个完全无氧化层的表面,但金属一旦曝露于空气中回生成氧化层,这中氧化层无法用传统溶剂清洗,此时必须依赖助焊剂与氧化层起化学作用,当助焊剂清除氧化层之后,干净的被焊物表面,才可与焊锡结合。
  助焊剂与氧化物的化学放映有几种:
 
  1、相互化学作用形成第三种物质;
 
  2、氧化物直接被助焊剂剥离;
 
  3、上述两种反应并存。
 
  松香助焊剂去除氧化层,即是第一种反应,松香主要成份为松香酸(Abietic Acid)和异构双萜酸(Isomeric diterpene acids),当助焊剂加热后与氧化铜反应,形成铜松香(Copper abiet),是呈绿色透明状物质,易溶入未反应的松香内与松香一起被清除,即使有残留,也不会腐蚀金属表面。
 
  氧化物曝露在氢气中的反应,即是典型的第二种反应,在高温下氢与氧发生反应成水,减少氧化物,这种方式常用在半导体零件的焊接上。
 
  几乎所有的有机酸或无机酸都有能力去除氧化物,但大部分都不能用来焊锡,助焊剂被使用除了去除氧化物的功能外,还有其他功能,这些功能是焊锡作业时,必不可免考虑的。
 
  2.热稳定性(Thermal Stability)
 
  当助焊剂在去除氧化物反应的同时,必须还要形成一个保护膜,防止被焊物表面再度氧化,直到接触焊锡为止。所以助焊剂必须能承受高温,在焊锡作业的温度下不会分解或蒸发,如果分解则会形成溶剂不溶物,电路板上元器件符号。难以用溶剂清洗,W/W级的纯松香在280℃左右会分解,此应特别注意。
  
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