對于任何手工焊接過程，正確的焊接溫度對于形成良好的焊點都是至關(guān)重要的。焊接溫度/時間與焊點可靠性的關(guān)系通過檢查焊點IMC的厚度與內(nèi)部金相結(jié)構(gòu)，可以清楚地分析出焊接中傳遞給被焊物的熱量是否正確，而焊點表面可以反映出在電路板焊盤上形成的焊點是否良好?？刂艻MC的厚度對于形成可靠的連接是很重要的，焊點內(nèi)部IMC形成速率與焊接溫度和時間有關(guān)。烙鐵提供的熱量過大會增大焊點IMC的厚度，導(dǎo)致焊點變脆；提供的熱量過小會使焊料不能完全熔化，形成冷焊（見圖1）。圖2所示焊腳處的焊點形狀與外觀可以反映出焊點的質(zhì)量，不幸的是，無鉛焊接與有鉛焊接的焊腳外觀很不一樣。無鉛焊接的焊腳外觀顏色暗（圖2左圖），且有比較大的濕潤角度；圖2右圖為錫鉛焊接焊腳外觀，顏色發(fā)亮。選擇合適的助焊劑烙鐵傳輸?shù)臒崃空_與否也影響到助焊劑的使用。酒精與部分酸的沸點低于普通的手工焊接溫度，因此，為了避免助焊劑過早地揮發(fā)，使助焊劑有充分的時間起作用，保證焊接時烙鐵不提供過多的熱量從而使焊接面的溫度過高是很重要的。助焊劑的選擇對于形成良好的焊點也是很重要的。隨著焊接溫度的提高，氧化的速度也會相應(yīng)地加快，由于無鉛焊接具有較弱的潤濕力，需要助焊劑有較“強”的活性，所以焊錫絲中的助焊劑含量應(yīng)該從錫鉛焊錫絲的1提高到2。使用較強活性的助焊劑，需要更多地對PCB上的殘留物進行清洗，由于很多企業(yè)已經(jīng)采用免清洗焊錫膏，殘留物的清洗勢必增加相應(yīng)的工序和成本。焊接溫度曲線為了形成良好的焊點，在熔點溫度以上40的時間必須保持25秒，因此我們需要烙鐵提供相當(dāng)?shù)臒崃?。大部分企業(yè)在進行無鉛焊接時選用的焊錫絲是SAC387合金，它的熔點為217,焊接溫度相應(yīng)為257（選擇SAC305合金為260）。由此我們可以得到以下的理論溫度曲線當(dāng)烙鐵頭與焊錫絲/被焊物接觸時，我們從上圖可以看到溫度迅速上升，在這段時間助焊劑揮發(fā)并起作用。當(dāng)溫度升到熔點以上時，焊料開始熔化，之后維持大約4秒時間，烙鐵移開，焊點凝固。注意上面的曲線，從液相變?yōu)楣滔鄷r，曲線有一個凹段。但是，在實際操作中，操作者很少能夠?qū)⒗予F停留在焊點2秒以上，所以實際的曲線如圖5所示，在短時間內(nèi)，加熱有一個峰值區(qū)，很多的熱量在此傳遞給焊點。比較上面兩條曲線可以看出，焊點實際達到的溫度比推薦的熔點以上40要高，但時間要短。然而，如果考慮到烙鐵傳遞的熱量為溫度與時間的函數(shù)，兩者的熱量應(yīng)該做到差不多才對。從圖6可以看出，兩條曲線在熔點217以上的面積是相等的對比試驗為了對相關(guān)問題做進一步的研究，我們進行了一系列的對比試驗試驗中使用的是4層PCB板，一個K型熱電偶穿過通孔，通孔在選擇時考慮到不常見的手工焊接情況，以適應(yīng)無鉛焊接時會普遍遇到的情況。之后，將被焊管腳插入4個同樣的通孔中進行手工焊接。第一組試驗采用常用的鑿型烙鐵頭，烙鐵頭溫度設(shè)置為395,采用60/40SN/PB錫鉛合金和SN/AG/CU無鉛合金焊錫進行重復(fù)試驗。第二組試驗采用無鉛焊錫SN/AG/CU在兩個不同的烙鐵頭溫度395和335下進行對比試驗。從第一組的實驗的結(jié)果看，曲線的峰值溫度和在助焊劑作用區(qū)溫度升高的斜率都是非常相似的。不過可以看到，采用無鉛焊接比錫鉛焊接在時間上有0205秒的滯后，這很可能是由于SN/AG/CU合金比SN/PB合金有較弱的焊錫潤濕力。第二組試驗比較了兩個不同焊接溫度下的情況?？梢钥闯?，較低的烙鐵頭溫度有比較長的焊點形成時間，達到最高溫度也比較慢，盡管溫度差并不大。令人感興趣的是，在助焊劑作用區(qū)溫度升高的速度對于較低溫度的烙鐵頭反而比較快，雖然整個的焊接時間基本相同。小結(jié)1由于無鉛焊接的SN/AG/CU合金焊錫的焊接潤濕力較弱，焊接的時間有一點延長；2助焊劑的活化作用與焊點的