No.015 元件引脚上的Au脆现象

1.现象描述及分析

（1） 现象描述

当在元件镀 Au 引脚上热浸 Sn-P b 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-P b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。

图No.015-1 在元件镀Au引脚上热浸Sn-Pb焊料层而诱发焊料层的脆性

（2） 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。

2.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-P b 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。

3.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。