No.003 某型号感温热敏电阻器在再流焊接中的立碑现象

1.现象描述及分析

（1） 现象描述

某PCBA在组装焊接中，某型号感温热敏电阻器在再流焊接过程中立碑现象严重，对立碑电阻进行外观检查，发现被立起的顶部镀层仅带有少量焊料。某型号感温热敏电阻的立碑现象如图No.003-1所示。立碑电阻器外观形貌如图No.003-2所示。

（2） 现象分析

① 对被焊料熔融的底部切片进行SEM分析，发现AgPd镀层已耗尽，焊料已直接接触电阻器本体。热敏电阻器立碑底部截面切片的SEM照片如图No.003-3所示。

② 对其顶部表面进行SEM分析，发现电阻器AgPd镀层表面有较多的疏松孔洞。热敏电阻器镀层顶部SEM形貌如图No.003-4所示。

③对热敏电阻器镀层侧部表面进行SEM分析，发现也存在较多的疏松孔洞。热敏电阻器镀层侧面SEM照片如图No.003-5所示。

④ 对热敏电阻器侧面镀层切片并进行SEM分析，图No.003-6所示为热敏电阻器侧面镀层截面切片的SEM形貌，该图展示了其镀层内部组织结构。

2.形成原因及机理

（1） 形成原因

故障发生的原因是该感温热敏电阻器的电极只采用了一层AgP d合金镀层，该层既作为内层镀层，又作为外层焊接用镀层。

（2） 形成机理

①AgP d电极中的Ag溶解度和溶解速度远比P d大许多，故在再流焊接过程中Ag首先被熔融焊料溶解而大量迁移，留下了大量的像火山石那样的富Pd的空穴和缝隙，如图No.003-1～图No.003-6所示。

②由于无铅钎料均属高Sn（＞95wt%）合金，且熔点更高，Ag的扩散迁移能力更大，故上述情况在无铅应用中将更严重。

③ 由于Ag原子与Sn原子有相当好的亲和性，在缺乏中间阻挡层的情况下，直接在底层的AgP d镀层上再流焊接，Ag原子迅速向熔融的Sn中迁移和扩散，底层AgP d镀层将迅速被耗损而不复存在，造成Sn与电阻体直接接触，而Sn熔液是不能润湿电阻体的，再加上AgP d镀层厚薄的差异，在再流焊接过程中，镀层较薄处自然被首先溶解完，而在镀层较厚的地方，便形成疏松结构 （见图No.003-6）。

基于以上各种原因的综合作用，便导致了该型号感温热敏电阻器两焊端电极在再流焊接过程中受力不均匀而产生立碑现象。

3.处理建议

在早期的产品中有采用在陶瓷坯上直接烧结AgP d合金作为电极的，在焊接时必须使用62Sn36Pb2.0Ag这种成分的焊料，理由是：

①加入的2.0wt%的Ag可明显地降低在焊接过程电极上的Ag原子向Sn中扩散的浓度梯度，由此可大大减少电极镀层中Ag的损失和消耗。

② 由于该型号感温热敏电阻器焊接采用电极，所采用的镀层结构是不能采用无铅焊接工艺的，故对该批元件建议退货。

③ 在无铅焊接情况下，建议采用镀层结构为AgP d/Ni/Sn的感温热敏电阻器。