元件引脚上的Au脆现象

背景概述

当在元件镀Au引脚上热浸 Sn-Pb焊料时会使引脚上的Au层变脆。在镀Au引脚上热浸恰当的Sn-Pb焊料涂覆层时,要让引脚在焊料槽中滞留一定的时间，以使元件引脚上的镀Au层能充分溶解到焊料槽的熔化焊料中去。

在这一过程中,引脚上随后被涂覆上一层Sn-Pb焊料层，以取代原镀Au层。在元件镀Au引脚上热浸Sn-Pb焊料层而诱发焊料层的脆性如图No.015-1所示。

在元件镀Au引脚上热浸Sn-Pb焊料层而诱发焊料层的脆性

现象分析

此涂覆层Au的含量应<3wt%，超过此值焊料可能变脆，往往引起焊料涂覆层剥落，在经受张力负荷的地方（即已被弯曲处）尤其如此，如图No.015-1中红箭头所示的从元件引脚上的第一个弯曲处剥落的、变脆的焊料涂覆层的一些小薄片。

形成原因及机理

(1)形成原因

此现象的发生是由于在热浸的Sn-Pb焊料涂层中，Au含量>3wt%所导致的结果。

(2)形成机理

Au含量在2~6wt%浓度范围内易产生变脆的焊点，这正是Au在电子工业中只用作焊料焊盘的薄镀层的原因之一。在热浸Sn-Pb焊料中，Au薄膜溶解到焊料中，当凝固时AuSn4,析出并均匀地分布在焊料中。焊料合金的拉伸、剪切强度随Au含量的增加而增加。延伸率随Au含量的增加而减小,在约3wt%处达到峰值。在老化过程中，析出的AuSn4,颗粒会从焊料内部向焊料和引脚基材界面运动,并在界面处发生脆性断裂。

解决措施

      ①当引脚去Au时,引脚必须在熔融焊料中保持足够长的时间，以让最初被污染的焊料涂覆层和残留的Au溶解到熔化的焊料中。

      ②若元件已经安装到PCB组件上，那么就必须将元件从PCBA 组件上卸下来，然后用烙铁或焊料槽完成手工再搪焊料工作。

      ③在PCBA上可能包含有受污染焊料的众多连接点,要返工重新装焊，首先应对已被Au污染的焊料用吸锡枪吸附干净，然后对 PCBA的通孔或焊盘用新鲜的焊料再填充。这种处理至少应重复2~3次,以确保Au的浓度低于会导致脆化的浓度。