焊锡膏金脆化问题_深圳市福英达
焊锡膏金脆化问题_深圳市福英达
金的导电性优秀，因此在一些锡膏中会加入金元素，也会将金镀在PCB和元件引脚上。金能在高湿度和高温的情况下会发挥良好的作用，并且对于高循环次数（取决于镀层厚度）来说非常有用。当然金也存在一些问题。金通常是电镀产品中成本最高的选择。如果金镀层太薄，则容易造成多孔洞问题。如果镀金太厚，则焊点可能出现金脆化并导致机械强度下降。
当焊点中金含量达到一定比例，锡金间合金会以AuSn4和AuSn2形态存在。AuSn4和AuSn2呈现脆性，在大量生成后容易导致焊点失效。在经过很多实验验证后，业内发现当焊料中金含量小于3%时，焊点老化后进行剪切呈现韧性断裂。而当焊料中金含量占到总质量的3%以上就会导致金脆化出现。因此，业界一般要求焊点中的金含量不得超过3%。一般认为PCB或元件引脚镀金层厚度小于0.1μm时影响可以忽略。沉金，镀金器件要求金层保护内部金属不被氧化，如果金层厚度不足则保护力不足，但金层过厚又会导致金脆。
案例历史
案例一：SMT组件从PCBA上脱落。检查SEM中的断裂表面后发现焊点有着大量空洞，且空洞中含有一些残留的助焊剂（图1）。仔细检查发现薄的Au-Sn金属间片状物（约0.1-0.2微米）广泛分布在断裂表面和空洞的表面。
图1. 失效连接器焊点的SEM图 (严重空洞)。
案例二：使用EDS测量了一个锡铅中温锡膏焊点中的金含量，发现存在10wt%的金。Au-Sn金属间化合物的面积分数占据了整个测量面积的28%（图2）。受试焊点中的金含量约为金脆化可接受极限的3倍。
图2. 焊点微观结构，深灰区域: Sn; 浅灰区域: Pb; 中等灰区域: Au-Sn。
金脆化解决方法
解决金脆化的方法之一是搪锡。搪锡能够将元件引脚进行提前润湿。搪锡的目的是将元件引脚表面氧化物和异物冲洗干净，确保引脚焊锡性。防止金脆化的最简单方法是避免在元件引脚留下金成分。搪锡能起到除去金的目的。除金搪锡需要用到一个小锡炉将元件引脚金层冲洗掉，然后再在一个锡槽内完成搪锡过程。搪锡时需要引脚在锡槽内存在相对熔融焊锡的运动。
深圳市福英达的无铅中温锡膏不含金元素，能够很好的避免焊点发生金脆化。中温锡膏如SAC305熔点217℃，能够用于多次回流的首次回流，且焊点强度优秀。
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