焊錫膏金脆化問題_深圳市福英達
焊錫膏金脆化問題_深圳市福英達
金的導電性優(you) 秀，因此在一些錫膏中會(hui) 加入金元素，也會(hui) 將金鍍在PCB和元件引腳上。金能在高濕度和高溫的情況下會(hui) 發揮良好的作用，並且對於(yu) 高循環次數（取決(jue) 於(yu) 鍍層厚度）來說非常有用。當然金也存在一些問題。金通常是電鍍產(chan) 品中成本最高的選擇。如果金鍍層太薄，則容易造成多孔洞問題。如果鍍金太厚，則焊點可能出現金脆化並導致機械強度下降。
當焊點中金含量達到一定比例，錫金間合金會(hui) 以AuSn4和AuSn2形態存在。AuSn4和AuSn2呈現脆性，在大量生成後容易導致焊點失效。在經過很多實驗驗證後，業(ye) 內(nei) 發現當焊料中金含量小於(yu) 3%時，焊點老化後進行剪切呈現韌性斷裂。而當焊料中金含量占到總質量的3%以上就會(hui) 導致金脆化出現。因此，業(ye) 界一般要求焊點中的金含量不得超過3%。一般認為(wei) PCB或元件引腳鍍金層厚度小於(yu) 0.1μm時影響可以忽略。沉金，鍍金器件要求金層保護內(nei) 部金屬不被氧化，如果金層厚度不足則保護力不足，但金層過厚又會(hui) 導致金脆。
案例曆史
案例一：SMT組件從(cong) PCBA上脫落。檢查SEM中的斷裂表麵後發現焊點有著大量空洞，且空洞中含有一些殘留的助焊劑（圖1）。仔細檢查發現薄的Au-Sn金屬間片狀物（約0.1-0.2微米）廣泛分布在斷裂表麵和空洞的表麵。
圖1. 失效連接器焊點的SEM圖 (嚴(yan) 重空洞)。
案例二：使用EDS測量了一個(ge) 錫鉛中溫錫膏焊點中的金含量，發現存在10wt%的金。Au-Sn金屬間化合物的麵積分數占據了整個(ge) 測量麵積的28%（圖2）。受試焊點中的金含量約為(wei) 金脆化可接受極限的3倍。
圖2. 焊點微觀結構，深灰區域: Sn; 淺灰區域: Pb; 中等灰區域: Au-Sn。
金脆化解決(jue) 方法
解決(jue) 金脆化的方法之一是搪錫。搪錫能夠將元件引腳進行提前潤濕。搪錫的目的是將元件引腳表麵氧化物和異物衝(chong) 洗幹淨，確保引腳焊錫性。防止金脆化的最簡單方法是避免在元件引腳留下金成分。搪錫能起到除去金的目的。除金搪錫需要用到一個(ge) 小錫爐將元件引腳金層衝(chong) 洗掉，然後再在一個(ge) 錫槽內(nei) 完成搪錫過程。搪錫時需要引腳在錫槽內(nei) 存在相對熔融焊錫的運動。
深圳市福英達的無鉛中溫錫膏不含金元素，能夠很好的避免焊點發生金脆化。中溫錫膏如SAC305熔點217℃，能夠用於(yu) 多次回流的首次回流，且焊點強度優(you) 秀。
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