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在电子连接行业中,锡铅(Sn-Pb)焊料由于成本较低,具有良好的焊接性,因而长期以来一直占据主导地位。随着世界各国对环境保护的重视,无铅化技术的推广应用已是必然的趋势,但由于无铅焊料熔点高、润湿性差等特点,给无铅焊接技术带来了很大挑战。目前国内外普遍采用氮气保护来改善无铅焊接的工艺和焊点质量。本文主要研究了氮气保护对无铅焊点显微组织结构的影响。在无铅回流焊实验中,主要研究了回流工艺参数,包括不同气氛、回流温度对焊点的外观质量和微观组织的影响。在无铅波峰焊实验中,则主要研究了氮气保护对波峰焊点外观质量、润湿性以及焊点截面的影响。 无铅回流焊实验结果表明,不同气氛对SAC305和SAC0307焊点外观质量的影响规律基本一致:氧气浓度越低,焊点的外观质量越好。氧气浓度在2000ppm时得到的焊点外观最为饱满,表面光滑细密,助焊剂残留较少,整体的外观质量最好。空气中的焊点表面则有明显的凹陷,表面十分粗糙,呈皱纹状或颗粒状,并且焊点表面被大量的残留助焊剂覆盖,整体的外观质量最差。与SAC305焊料相比, SAC0307焊料的润湿性更差,因而形成的焊点质量也更差。不同回流温度也会影响焊点的质量,在空气和氮气中,峰值温度为242℃时形成的焊点质量均比峰值温度234℃时要好。使用氮气可以适当降低焊接温度,在氮气保护条件下,即使峰值温度减少8℃也能达到相同甚至更好的润湿效果。 无铅波峰焊实验结果表明,跟空气中相比,氮气保护下形成的波峰焊点外观光亮,润湿和铺展更好,焊点上的残留助焊剂减少,当氧气含量为500ppm时的效果最好,并且氮气下焊点表面的缩孔和PCB表面的白色残留物也更少。在氮气保护下,助焊剂可以更好地发挥作用,可以促进润湿,使得焊点内部空洞变小。在氮气中,波峰焊焊点的焊料爬升高度普遍更高,在氮气中焊料的平均爬升高度可达到310μm,在空气中的焊料平均爬升高度约为246μm。