No.003 某型号感温热敏电阻再流焊接中的立碑现象
1.现象表现及描述
（1）某PCB单板组装焊接过程中，发现某型号感温热敏电阻在再流焊接过程中立碑现象严重，如图1.4所示。对立碑电阻的外观进行检查，发现被立起的顶部镀层仅有少量焊料，如图1.5所示。
图1.4 某型号感温热敏电阻的立碑现象
图1.5 对立碑电阻进行外观检查
（2）对被焊料熔融的底部切片做SEM分析，发现AgPd镀层已耗尽，焊料已直接接触电阻本体，如图1.6所示。
图1.6 热敏电阻立碑底部截面切片SEM照片
（3）对其顶部表面进行SEM分析，发现电阻AgPd镀层表面存在较多的疏松孔洞，如图1.7所示。
图1.7 热敏电阻镀层顶部SEM照片
（4）对热敏电阻镀层侧面做SEM分析，发现也存在较多的疏松孔洞，如图1.8所示。
图1.8 热敏电阻镀层侧面SEM照片
（5）对热敏电阻镀层截面进行切片，然后做SEM分析，其镀层内部组织结构如图1.9所示。
图1.9 热敏电阻镀层截面切片SEM照片
2.形成原因及机理
1）电极镀层构造
从上述切片分析中可以确认该感温热敏电阻的电极只采用了一层AgPd合金镀层，既做内层镀层，又做外层焊接用镀层。
2）焊接问题
早期的产品中有采用这种在陶瓷胚上直接烧结AgPd合金做电极的，但焊接时必须使用62Sn36Pb2.0Ag这种成分的焊料，理由是：
① 由于该型号焊料熔点（179℃）相对Sn不是特别高，对Ag的溶蚀能力相对弱些。
② 其中的Pb成分有阻碍Ag往钎料中的溶解作用。
③ 加入的2.0（wt）%的Ag可明显降低在焊接过程中电极上的Ag原子向Sn中扩散的浓度梯度，由此可大大减弱电极镀层中Ag的损失和消耗。
④ 由于Ag和Pd对熔融状态的Sn溶解度和溶解速度差异很大，Ag的溶解度和溶解速度远比Pd大许多，Pd在Sn基焊料合金中的溶解要比Ag困难得多。因此，在再流焊接过程中Ag首先被溶解，当电极上的Ag原子被大量迁移后，在镀层中留下了大量的空穴和缝隙，形成了像火山石那样的富有Pd的多孔结构（如图1.6和图1.9所示）。
3）对这种直接烧结而成的AgPd镀层是否可以采用无铅焊膏进行再流焊接呢
答案是不适宜的，因为：
① 无铅钎料均属高Sn[＞95（wt）%]合金，溶解Ag的能力更强烈。
② 由于熔点比有铅的高近40℃，Ag往焊料中扩散能力也更大了。
4）某型号感温热敏电阻立碑机理
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AgPd镀层上再流焊接时，Ag原子迅速向熔融的Sn中迁移和扩散，底层AgPd镀层将迅速耗损而不复存在，造成Sn与电阻体直接接触，而Sn溶液是不能润湿电阻体的。再加上AgPd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，而在镀层较厚的地方，便留下了较疏松的结构（如图1.9所示）。
基于以上所分析的各项原因的综合作用，便导致了该型号感温热敏电阻两焊端电极在再流焊接过程中受力不均匀，从而产生立碑现象。
3.解决措施
（1）由于该型号感温热敏电阻器焊接用电极采用的镀层结构不宜用无铅焊接工艺，故对该批元器件建议退货。
（2）在无铅焊接情况下，建议采用镀层结构为AgPd/Ni/Sn的感温热敏电阻器。