荒川化学在二次回流焊接中的缺陷分析及解决办法

为什么LED倒装灯珠在过第二次过回流焊炉时，基板上的固晶芯片会掉落下来？一般LED基板经过第二次回流焊锡炉(reflow oven)时的温度也几乎都是一样的温度，而且大部分的回流焊炉温设定也是上、下炉一样，那为什么第二次板子上的锡膏会熔锡？

很多使用过SMT(Surface Mount Technology)的朋友都有这样的疑问？或是曾经被人家询问过类似的问题？也许你隐约知道答案，不过你真的了解为什么固晶芯片在二次回流焊炉中掉下来呢？或许有前辈告诉过你，已经融化过一次的锡膏要再第二次回流焊时再度融化，其温度会比新鲜的锡膏高出大概10°C左右，但为什么已经融化过一次的锡膏要再次融化的温度就会比较高呢？

下面日本荒川化学就从锡膏SAC305（锡银铜）的熔点的角度为大家讲解一下 ：SAC305（锡银铜）第一次Reflow熔点约在219°C，那第二次Reflow的熔点大约落在哪里呢？

SAC305（锡银铜）的熔点在经过一次reflow后，可能会因为部份的焊锡元素（主要是锡和铜，而「银」则形成Ag3Sn后，不会再参与其他反应）与焊盘的材质形成IMC。另外，部份焊垫或零件脚的元素亦会熔入至焊点中，因此，使得单一焊点的焊锡成份组成发生变化，不再是原来SAC305（锡银铜）的比率。至于熔点变化的范围，比较难估计，因为每种零件的状况不同，即使在同一片基板上，不同的焊点可能也会有所差异。另外，同一焊点也可能因为元素扩散状况不同，在不同位置（例如芯片下方PN极的成份分佈会有差异）元素分佈不同而有差异。但是，可以比较确认的是SAC305（锡银铜）是近共晶材料，因此，少量的合金成份变化，熔点还是会由219°C附近开始熔解(共晶点)，完全熔解的温度则会提高，推测整体焊点的平均完全熔解温度可能会上升至225~230°C附近。

另外，一般二次回流焊时，第一次回流焊的焊点表面会存在氧化物，且焊点缺少助焊剂作用（助焊剂用于清除氧化膜的能力不足），即使温度上升至回流焊温度， 第一次回流焊焊点的表面氧化物张力作用亦会支撑住焊点形状， 使得在焊点外观上不会因为温度达到焊锡熔点而出现熔融坍塌现象。

二次回流焊时第一面的锡点内的「助焊剂(Flux)」已经挥发，不能再发挥其降低锡液表面张力的效果，所以既使有部份融锡的现象，焊点的外观上也不会因为温度达到焊锡熔点而出现熔融坍塌现象。当然，温度如果高出熔点很多当然还是会融锡。

所以 荒川化学最佳建议方案：建议第一次固晶时使用无铅锡膏248°C熔点固晶，二次回流时可以使用SAC305（锡银铜）219°C锡膏，这样温度相差到30－50度从而大大降低二次回流焊掉件等因素问题。

一次无铅焊料建议如下图：

二次无铅焊料建议如下图：