在PCBA（Printed Circuit Board Assembly）焊接过程中，焊料的表面张力和黏度是两个关键的性能指标。优质的焊料应该具备较低的表面张力和黏度，以确保焊料在熔化时能够充分展开并润湿焊接表面。虽然表面张力是物质的固有性质，无法完全消除，但我们可以通过一些措施来降低它的影响。
降低表面张力和黏度的方法
在PCBA焊接过程中，有几种主要措施可以帮助降低焊料的表面张力和黏度，从而实现更好的焊接效果。
1. 提高温度
通过提高焊接温度，可以增加焊料内分子的间距，减小液态焊料内分子对表面分子的引力。这样的话，焊料的黏度和表面张力就会降低，从而更容易实现润湿。
2. 调整金属合金比例
合金中的金属比例也会影响焊料的表面张力。例如，纯锡（Sn）的表面张力较大，但通过增加铅（Pb）的含量，可以降低焊料的表面张力。在Sn-Pb焊料中，增加铅含量到约37%时，表面张力显著减小。
3. 增加活性剂
添加活性剂可以有效地降低焊料的表面张力，同时有助于去除焊料表面的氧化层，进一步提高焊料的润湿性能。
4. 改善焊接环境
采用氮气保护或真空焊接等方式，可以减少高温下的氧化，从而提高焊料的润湿性，降低表面张力。
表面张力在焊接中的作用
表面张力与焊接润湿性相反，因此在焊接中，高表面张力会抑制焊料的润湿能力，影响焊点的形成。无论是再流焊、波峰焊还是手工焊，表面张力都会对焊接产生不利影响。
然而，在再流焊中，表面张力又可以被利用。当焊膏达到熔融温度时，平衡的表面张力会产生自定位效应。这意味着即使元器件贴放位置稍有偏差，在表面张力的作用下，元器件会自动被拉回到近似目标位置。这使得再流焊工艺对贴装精度的要求相对较宽松，有助于实现高度自动化和高速生产。
然而，要注意的是，表面张力不平衡会导致焊接缺陷，如元件位置偏移、立碑、桥接等问题。
波峰焊中的影响
在波峰焊中，由于SMC/SMD元件的尺寸和高度差异，或者高元件挡住矮元件，阻挡了锡波流，表面张力会影响液态焊料在元件背面的润湿。这可能导致漏焊等焊接缺陷。
结论
表面张力和黏度在PCBA焊接中起着重要作用。通过提高温度、调整合金比例、增加活性剂、改善焊接环境等方法，我们可以降低焊料的表面张力和黏度，从而实现更好的焊接效果和质量。
常见问题解答
- 如何降低焊料的表面张力？ 通过提高温度、调整合金比例、增加活性剂等方法，可以降低焊料的表面张力。
- 表面张力对焊接有什么影响？ 高表面张力会抑制焊料的润湿能力，影响焊点的形成，但在一些情况下，表面张力也可以产生有益的效应。
- 再流焊中的自定位效应是什么？ 在再流焊工艺中，焊膏熔化时，表面张力产生的自定位效应可以使元器件自动回到近似目标位置，有助于提高贴装精度。
- 波峰焊中的表面张力如何影响焊接？ 在波峰焊中，高表面张力可能会影响液态焊料在元件背面的润湿，导致焊接缺陷。
