PCBA 溶接の表面張力と粘度を下げる

粘度と表面張力は、はんだの重要な特性です。良いはんだは、溶融時の粘度と表面張力が低い必要があります。表面張力は物質の性質であり、取り除くことはできませんが、変更することはできます。

PCBA 溶接における表面張力と粘度を下げるための主な対策は次のとおりです。

PCBA

①温度を上げる。温度を上げると、溶融はんだ内の分子間の距離が長くなり、液体はんだ内の分子が表面分子に引き付けられるのを減らすことができます。したがって、温度上昇により、粘度と表面張力が低下する可能性があります。

②金属合金の比率を調整する。 Snの表面張力は非常に大きいです。 Pb を添加すると、表面張力を下げることができます。 Sn Pb はんだの Pb 含有量が 37% に増加すると、表面張力が大幅に低下します。

③活性剤を増やす。これにより、はんだの表面張力を効果的に下げることができ、はんだの表面酸化層を除去することもできます。

④溶接環境の改善。窒素を使用してPCBA溶接または真空溶接を保護すると、高温酸化を減らし、濡れ性を改善できます。

PCBA 溶接における表面張力の役割と、表面張力と粘度を下げる方法

溶接における表面張力の役割:

表面張力の方向はぬれ力の方向と反対であるため、表面張力はぬれに不利な要因の 1 つです。

リフロー溶接、ウェーブはんだ付け、または手溶接のいずれであっても、表面張力は良好なはんだ接合を形成するためのマイナス要因です。しかし、表面張力は SMT チップ処理やリフローはんだ付けにも使用できます。はんだペーストが溶融温度に達すると、バランスの取れた表面張力の影響下で、自己整列効果が生じます。すなわち、部品の配置位置がわずかにずれても、表面張力の影響で自動的に部品をおおよその目標位置に引き戻すことができる。そのため、表面張力により実装精度に対するリフロー工程の要求が緩和され、高度自動化・高速化が容易になります。

また、「リフロー」と「セルフポジショニング効果」により、SMT リフローはんだ付けプロセスでは、パッドの設計、コンポーネントの標準化などの要件がより厳しくなっています。表面張力のバランスが取れていないと、実装位置が非常に正確であっても、溶接欠陥が発生します。溶接後の部品位置オフセット、モニュメント、ブリッジングなど。

ウェーブはんだ付けの際、SMC/SMD素子本体自体の大きさや高さ、または高元素が低元素を遮断するため、正面から来るスズ波電流が遮断され、その影響でシャドー効果が発生します。スズ波電流の表面張力により、素体裏面に液状はんだが浸入できない電流遮断領域が形成され、はんだ漏れの原因となります。