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焊料是釬焊用材料,其熔點比被焊母材低。釬焊過程中將焊料加熱到高于焊料熔點，而低于母材熔點的溫度，焊料熔化后填充接頭間隙并與母材發(fā)生冶金作用，從而實現(xiàn)材料的連接。
1.焊錫焊料(Solder)主要成分為錫與鉛，其它少量成分尚有銀、鉍、銦等，各有不同的熔點(M.P.)，但其主要二元合金中以Sn63/Pb37之183℃為最低，由于其液化熔點(Liquidus Point)與固化熔點(Solidus Point)的往返過程中，均無過渡期間的漿態(tài)(pasty)出現(xiàn)，也就是已將較高的“液化熔點”與較低的“固化熔點”兩者合而為一，故稱為“共熔合金”。且因其粗大結晶內(nèi)同時出現(xiàn)錫鉛兩種元素，于是又稱為“共晶合金”。此種無雜質(zhì)合金外表很光亮之“共熔組成”(Eutectic Composition)或“共熔焊錫”(Eutectic Solder)，其固化后之組織非常均勻，幾無粒子出現(xiàn)。其合金比例之不同將影響到熔點變化，該變化之“平衡相圖(Phase Diagram)”，圖請參考第12期TPCA會刊。
另一種組成接近共熔點的Sn60/Pb40合金，則在電子業(yè)界中用途更廣，主要原因是Sn較貴，在焊錫性(Solderability)與焊點強度(Joint Strength)幾無差異下，減少了3﹪的支出，自然有利于成本的降低。與前者真正共熔合金比較時，此60/40者必須經(jīng)歷少許漿態(tài)，故其固化時間稍長，外觀也較不亮，但其焊點強度并無不同。不過后者若于其固化過程中受到外力震動時，將出現(xiàn)外表顆粒粗麻之“擾焊”現(xiàn)象(Disturbed)之焊點，甚至還可能發(fā)生“縮錫”(Dewetting)之不良情形。
2.焊料之特性
除了“焊錫性”好壞會造成生產(chǎn)線的困擾外，“焊點強度” (Joint Strength)更是產(chǎn)品后續(xù)生命的重點。但若按材料力學的觀點，只針對完工焊料的抗拉強度(Tensile Strength)與抗剪強度(Shear Strength)討論時，則并不務實。反而是高低溫不斷變換的長期熱循環(huán)(Thermal Cycling，又稱為熱震蕩Thermal Shock)過程中，其等焊點由于與被焊物之熱脹系數(shù)(TCE)不同，而出現(xiàn)塑性變形(Plastic Deformation)，再進一步產(chǎn)生潛變(Creep)甚至累積成疲勞(Fatigue)才是重點所在。因此等隱憂遲早會造成焊點破裂(Crack)不可收拾的場面，對焊點之可靠度危害極大。
組件的金屬引腳與組件本體，及與板面焊墊之間的熱脹系數(shù)(TCE)并不相同，因而在熱循環(huán)中一定會產(chǎn)生熱應力(Stress)進而也如響應斯的出現(xiàn)應變(Strain)，多次熱應力之后將再因一再應變而“疲勞”(Fatique)，終將使得焊點或封裝體發(fā)生破裂，此種危機對無腳的SMD組件影響更大?，F(xiàn)將常見共熔焊料之一般機械性質(zhì)整理如下：
2.1共熔點63/37的焊料，其常溫中的抗拉強度(Tensile Strength)為7250 PSI，而常見冷軋鋼(Cold Rolled Steel)卻高達64,000 PSI，但此抗拉強度對焊點強度的影響反不如抗剪強度(Shear Strength)來的大，若加入少量銻后成績會較好。至于展性(Ductility)與彈性模數(shù)(Elastic Modulus)則63/37者均比其它高熔點者二元合金要更好，兩合金之導電導熱則比純錫差，且隨鉛量增加時會呈少許下降。一般63/37者其強度較其它比例更好。多錫者也比多鉛者為強。
2.2各種比例的錫鉛合金焊料，其強度均比單獨錫鉛金屬較好。比重值則隨鉛量愈多而增大，呈液態(tài)時表面張力與合金比例的關系不大。
2.3焊點抗?jié)摱?Creep)能力的好壞，對可靠度的重要性將遠超過抗拉強度。不幸的是愈接近共晶比例而結晶粒子愈粗大者，其潛變也愈大。而柱狀結晶的抗?jié)撟兡芰σ膊蝗绲容S結晶(Equiaxial)者。焊點合金在長期的負荷下會出現(xiàn)原子結晶格子(Atom Lattice)的重整;也就是焊點經(jīng)長時間劣化下，最后終究會發(fā)生故障，原因當然是長時間應力而帶來過度“應變”而成“疲勞”所致。
2.4焊點強弱與助焊劑，焊錫性及IMC有關，由許多試驗結果可知，強度與填錫量多少無關，錫量太多反而無益。焊接時間不宜超過5秒，愈久愈糟，焊溫也不可太高。
