郑 威 纪龙江 谷建伏 马东辉

（大连崇达电路有限公司，大连 116600）

0 前言

由于印制电路板（PCB）的应用领域不断扩大，产品类型和档次还在迅速升级、更新换代，生产技术和工艺快速发展和进步。广大PCB从业者在生产中绝大多数还是采用的应用技术，使用的是实用主义的做法，即通过对比试验、标杆学习、供应商传授等方法，只要找到了解决问题的办法就结案；大多数工程师并没有深究这个问题产生的原理是什么，用科学原理去解释所发生的现象；更鲜有书面化的固化下来，难以做到知识和技术的传承。本文重点剖析了无铅热风整平焊锡（HASL）层在回流焊后锡面发黄的原因，以及用化学原理解释锗、硅等半导体材料在热风整平焊料中所起作用，并结合实际案例验证了锗在生产实践中的应用效果。

1 回流焊后锡面发黄原理

锡在高温下的氧化产物有SnO、SnO2、Sn3O4等，XRD（X射线衍射)结果显示在Sn-Cu系焊料中主要是SnO，这与原子的束缚能值有关，有文献报道，Sn在Sn-Pb、Sn-Ag、Sn-Ag-Cu、Sn-Cu 焊料中生成的氧化物为SnO，而在Sn-Zn焊料中则会生成SnO2。

因无铅热风整平锡层中不是纯锡层（锡纯度约99%），剩余含有铜、镉、锌等比锡活性低的金属，锡与非活性金属在高温的空气中会发生氧化还原反应，锡作为负极发生氧化反应被腐蚀（吸氧腐蚀）见图1、表1所示。

表1 锡氧化物的颜色

图1 锡面吸氧腐蚀示意图

总反应式为：2Sn+O2+2H2O=2Sn(OH)2，Sn(OH)2=SnO·XH2O

锡面在回流焊（270 ℃）时表面锡会有一段超过锡熔点的区域，半熔融的锡与空气中的O2和H2O发生反应生成黄色的SnO·XH20化合物。……