看懂焊錫膏發乾現象的本質——錫膏發乾、發沙的解決方案!

2021-01-18 5G技術及應用


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關鍵詞:焊錫;錫膏;產業熱點;技術乾貨


文◎康普錫威



看懂焊錫膏發乾現象的本質


眾所周知,焊錫膏已逐漸成為電子產品主要的互連材料,其質量高低、穩定性好壞直接決定著電子加工廠的組裝直通率,也決定著最終產品的質量。據統計,電子產品中70%的焊接缺陷與焊錫膏有關,如工藝中常見的錫珠、葡萄球、坍塌、殘留(焊黑)問題等等,然而真正困擾焊錫膏行業的難題是焊錫膏在存儲或使用中出現發乾、發沙等變質問題,這種現象在潮溼炎熱的夏季尤為明顯(如圖1)。作為焊錫膏的生產廠商及其原料焊錫粉和助焊膏的供應商,你是否也仍在為此而頭疼?


圖1  嚴重發乾變質的焊錫膏宏觀形貌

小編今天就來科普下焊錫膏在存儲或使用中出現粘度變化,表觀沙化、發粗,甚至發乾和結塊等現象的根源——「腐蝕」。

圖2-a和2-b為表面出現「腐蝕」的焊錫粉形貌。


圖2-a  正常的焊錫膏清洗出的焊錫粉形貌

圖2-b  發乾變質的焊錫膏洗出的焊錫粉微觀形貌


一般金屬腐蝕發生的根本原因是其熱力學上的不穩定性造成的,即金屬及其合金較某些化合物(如氧化物、氫氧化物、鹽,等)原子處於自由能較高的狀態,這種傾向在動力學條件具備時,就會發生金屬向低能轉變,即發生腐蝕。


金屬腐蝕是以電化學理論為基礎的。電化學腐蝕要求有四個主要因素:陽極、陰極、電解質和構成電流通路。



焊錫中除Sn外含有Ag、Cu(或其他雜質)等相比較高電位的金屬,在有助焊劑介質的作用下,形成無數個以Sn為負極、Ag/Cu等為正極的原電池,這就會發生如下反應:

因而,焊錫粉在含水分的空氣下的腐蝕可用下式總反應為表示:

圖3為丁二酸溶液浸泡焊錫粉前後的紅外光譜,可以清楚看到了浸泡後的溶液含有羧基峰,因而在焊錫膏體系中,除了發生電化學腐蝕的氧化反應外,氧化亞錫這種偏鹼性的兩性氧化物還會發生成鹽化學反應:

圖3  丁二酸溶液與焊錫粉發生化學反應前後的紅外光譜


說到這裡,大家是否了解了焊錫膏為什麼會出現沙化、發乾等變質現象?

這種現象為何在溼度和溫度較高的夏季表現更為突出?

為何在高活性較高的焊劑類型下表現更為明顯?

沒錯,其根本原因在於在夏季除溫度高外,環境溼度也大,助焊劑及焊錫粉表層會加劇水分子吸附,而水正是原電池反應的電解質,並且會加劇助焊劑水解、激發活性,從而使焊錫粉表層的反應加劇,惡性循環,最終改變了焊錫膏體系的物理屬性。



 

來源  |  康普錫威

編輯  |  旺材小編,轉載請註明出處



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