關(guān)于焊錫膏常見(jiàn)問(wèn)題的分析，我們需要先來(lái)了解一下焊錫膏的技術(shù)，焊錫膏是用在SMT安裝技能中的首要板級互連辦法，使用的焊錫技術(shù)是回流焊。這種焊錫技術(shù)把所需要的焊接特性極好地將器件聯(lián)系在一起，這些特性包含易于加工、對各種SMT規劃有廣泛的兼容性，具有很高的焊接可靠性以及成本低等；然而，在回流焊接被用作為最首要的SMT元件級和板級互連辦法的時(shí)候，它也受到請求進(jìn)一步改善焊接功能的挑戰，事實(shí)上，回流焊接技能能否經(jīng)受住這一挑戰將決定焊錫膏能否繼續作為首要的SMT焊接材料。尤其是在超纖細距離技能不斷取得進(jìn)展的狀況之下。下面我們將探討影響改善回流焊接功能的幾個(gè)首要常見(jiàn)問(wèn)題，為發(fā)激發(fā)工業(yè)界研究出處理這一課題的新辦法，我們分別對每個(gè)問(wèn)題簡(jiǎn)要介紹如下：
雙面回流焊接已選用多年，在此，先對第一面進(jìn)行錫膏印刷布線(xiàn)，裝置元件和軟熔，然后翻過(guò)來(lái)對電路板的另一面進(jìn)行加工處理，為了更加節約起見(jiàn)，某些技能省去了對第一面的軟熔，而是同時(shí)軟熔頂面和底面，典型的例子是電路板底面上僅裝有小的元件，如芯片電容器和芯片電阻器，因為印刷電路板（PCB）的規劃越來(lái)越復雜，裝在底面上的元件也越來(lái)越大，結果軟熔時(shí)元件掉落成為一個(gè)首要的疑問(wèn)。明顯，元件掉落表象是因為軟熔時(shí)熔化了的焊錫膏對元件的垂直固定力缺乏，而垂直固定力缺乏可歸因于元件分量添加，元件的可焊性差，焊劑的潮濕性或焊料量缺乏等。其間，第一個(gè)要素是最根本的原因。假如在對后邊的三個(gè)要素加以改善后仍有元件掉落表象存在，就必須使用SMT粘結劑。明顯，使用粘結劑將會(huì )使軟熔時(shí)元件自對準的效果變差。
未焊滿(mǎn)是在相鄰的引線(xiàn)之間構成焊橋。通常，所有能導致焊錫膏坍落的要素都會(huì )致使未焊滿(mǎn)，這些要素包含：
1，升溫速度太快問(wèn)題；
2，焊錫膏的觸變功能太差或是焊錫膏的粘度在剪切后恢復太慢；
3，金屬負荷或固體含量太低的問(wèn)題；
4，粉料粒度分布太廣；
5；助焊劑外表張力太小。
但是，坍落這種常見(jiàn)的情況并非必然導致未焊滿(mǎn)，在軟熔時(shí)，熔化了的未焊滿(mǎn)焊料在外表張力的推動(dòng)下有斷開(kāi)的也許，錫膏流失表象將使未焊滿(mǎn)疑問(wèn)變得更加嚴重。在此狀況下，因為焊料流失而聚集在某一區域的過(guò)量的焊錫膏將會(huì )使熔融焊料變得過(guò)多而不易斷開(kāi)。
除了導致焊錫膏坍落的要素而外，下面的要素也導致未滿(mǎn)焊的常見(jiàn)原因：
1，相對于焊點(diǎn)之間的空間而言，焊錫膏熔敷太多的問(wèn)題；
2，加熱溫度過(guò)高的問(wèn)題；
3，焊錫膏受熱速度比電路板更快；
4，焊劑潮濕速度太快；
5，焊劑蒸氣壓太低；
6；焊劑的溶劑成分太高的問(wèn)題；
7，焊劑樹(shù)脂軟化點(diǎn)太低的問(wèn)題。
焊料膜的斷續潮濕是指有水呈現在光滑的外表上，這是因為焊錫膏能粘附在大多數的固體金屬外表上，而且在熔化了的焊料掩蓋層下隱藏著(zhù)某些未被潮濕的點(diǎn)，因而，在最初用熔化的焊料來(lái)掩蓋外表時(shí)，會(huì )有斷續潮濕表象呈現。亞穩態(tài)的熔融焊料掩蓋層在最小外表能驅動(dòng)力的效果下會(huì )發(fā)生縮短，不一會(huì )兒之后就聚集成分離的小球和脊狀禿起物。斷續潮濕也能由部件與熔化的焊料相觸摸時(shí)放出的氣體而導致。因為有機物的熱分化或無(wú)機物的水合效果而釋放的水分都會(huì )產(chǎn)生氣體。水蒸氣是這些有關(guān)氣體的最多見(jiàn)的成份，在焊接溫度下，水蒸氣具極強的氧化效果，能夠氧化熔融焊料膜的外表或某些外表下的界面（典型的例子是在熔融焊料交界上的金屬氧化物外表）。常見(jiàn)的狀況是較高的焊接溫度和較長(cháng)的停留時(shí)刻會(huì )致使更為嚴重的斷續潮濕表象，尤其是在基體金屬之中，反應速度的添加會(huì )致使更加猛烈的氣體釋放。與此同時(shí)，較長(cháng)的停留時(shí)刻也會(huì )延伸氣體釋放的時(shí)刻。以上兩方面都會(huì )添加釋放出的氣體量，消除斷續潮濕表象問(wèn)題的辦法是：
1，下降焊接溫度；
2，縮短軟熔的停留時(shí)刻；
3，選用流動(dòng)的慵懶氛圍；
4，下降污染程度。
對不用整理的軟熔技能而言，為了獲得裝修上或功能上的效果，常常請求低殘留物，對功能請求方面的例子包含“通過(guò)在電路中測試的焊錫膏殘留物，來(lái)探查測試堆焊層以及在刺進(jìn)接頭與堆焊層之間或在刺進(jìn)接頭與軟熔焊接點(diǎn)鄰近的通孔之間實(shí)行電觸摸”，較多的錫膏殘渣常會(huì )致使在要實(shí)行電觸摸的金屬表層上有過(guò)多的殘留物掩蓋的問(wèn)題，這會(huì )妨礙電連接的建立，在電路密度日益添加的狀況下，這個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題越發(fā)受到人們的重視。
明顯，不用整理的低殘留物焊錫膏是滿(mǎn)意這個(gè)請求的一個(gè)理想的處理辦法。然而，與此相關(guān)的軟熔必要條件卻使這個(gè)疑問(wèn)變得更加復雜化了。為了猜測在不同級別的慵懶軟熔氛圍中低殘留物焊錫膏的焊接功能，提出一個(gè)半經(jīng)驗的模型，這個(gè)模型預示，跟著(zhù)氧含量的下降，焊接功能會(huì )迅速地改善，然后逐漸趨于平穩，實(shí)驗結果標明，跟著(zhù)氧濃度的下降，焊接強度和焊錫膏的潮濕能力會(huì )有所添加，此外，焊接強度也隨錫膏中固體含量的添加而添加。實(shí)驗數據所提出的模型是可對比的，并強有力地證明了模型是有效的，能夠用以猜測焊錫膏與材料的焊接功能，因而，可以斷語(yǔ)，為了在焊接技能中成功地選用不用整理的低殘留物焊料，應當使用慵懶的軟熔氛圍。
空隙問(wèn)題是指在元件引線(xiàn)與電路板焊點(diǎn)之間沒(méi)有構成焊接點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)，這可歸因于以下四方面的原因：
1，錫膏焊料熔敷缺乏；
2，引線(xiàn)共面性差；
3，焊錫膏潮濕不夠；
4，焊料損耗棗
這是由預鍍錫的印刷電路板上焊錫膏坍落，引線(xiàn)的芯吸效果或焊點(diǎn)鄰近的通孔導致的,引線(xiàn)共面性問(wèn)題是新的分量較輕的12密耳（μm）距離的四芯線(xiàn)扁平集成電路(QFP棗Quad flat packs)的一個(gè)特別令人重視的疑問(wèn),為了處理這個(gè)疑問(wèn),提出了在安裝之前用焊料來(lái)預涂覆焊點(diǎn)的辦法,此法是擴大部分焊點(diǎn)的尺度并沿著(zhù)鼓起的焊料預掩蓋區構成一個(gè)可控制的部分焊接區,并由此來(lái)抵償引線(xiàn)共面性的變化和防止空隙,引線(xiàn)的芯吸效果可以通過(guò)減慢加熱速度以及讓底面比頂面受熱更多來(lái)加以處理,此外,使用潮濕速度較慢的錫膏焊劑,較高的活化溫度或能延緩熔化的焊膏(如混有錫粉和鉛粉的焊錫膏)也能最大極限地減少芯吸效果.在用錫鉛掩蓋層光整電路板之前,用錫膏掩膜來(lái)掩蓋連接路徑也能防止由鄰近的通孔導致的芯吸作(BGA)成球不良。
BGA成球常遇到諸如未焊滿(mǎn),焊球不對準,焊球漏失以及焊錫膏量缺乏等缺點(diǎn),這通常是因為軟熔時(shí)對球體的固定力缺乏或自定心力缺乏而導致。固定力缺乏也許是由低粘稠,高阻擋厚度或高放氣速度構成的；而自定力缺乏一般由焊劑活性較弱或焊料量過(guò)低而導致。
BGA成球效果可通過(guò)獨自使用焊錫膏或者將焊料球與焊膏以及焊料球與焊劑一起使用來(lái)完成; 正確的可行辦法是將整體預成形與助焊劑或焊錫膏一起使用。最常見(jiàn)的辦法看來(lái)是將焊料球與焊膏一起使用，利用錫62或錫63球焊的成球技能產(chǎn)生了極好的效果。在使用焊劑來(lái)進(jìn)行錫62或錫63球焊的狀況下,缺點(diǎn)率跟著(zhù)焊劑粘度,溶劑的揮發(fā)性和距離尺度的下降而添加，同時(shí)也跟著(zhù)焊劑的熔敷厚度，焊劑的活性以及焊點(diǎn)直徑的添加而添加，在用焊錫膏來(lái)進(jìn)行高溫熔化的球焊系統中，沒(méi)有觀(guān)察到有焊球漏失表象呈現，而且其對準精確度隨焊膏熔敷厚度與溶劑揮發(fā)性，焊劑的活性，焊點(diǎn)的尺度與可焊性以及金屬負載的添加而添加，在使用錫63焊膏時(shí)，焊錫膏的粘度，距離與軟熔截面對高熔化溫度下的成球率幾乎沒(méi)有影響。在請求選用常規的印刷棗釋放技能的狀況下，易于釋放的焊錫膏對焊錫膏的獨自成球是至關(guān)首要的。整體預成形的成球技能也是很的發(fā)展的出路的。減少焊料鏈接的厚度與寬度對提高成球的成功率也是相當首要的。
構成孔隙問(wèn)題通常是一個(gè)與焊接接頭相關(guān)的疑問(wèn)。尤其是應用SMT技能來(lái)軟熔焊錫膏的時(shí)候，在選用無(wú)引線(xiàn)陶瓷芯片的狀況下，絕大部分的大孔隙(>0.0005英寸/0.01毫米)是處于LCCC焊點(diǎn)和印刷電路板焊點(diǎn)之間，與此同時(shí),在LCCC城堡狀物鄰近的角焊縫中,僅有很少數的小孔隙，孔隙的存在會(huì )影響焊接接頭的機械功能,并會(huì )損害接頭的強度,延展性和疲勞壽命,這是因為孔隙的生長(cháng)會(huì )聚結成可延伸的裂紋并致使疲勞，孔隙也會(huì )使焊料的應力和 協(xié)變添加,這也是導致?lián)p壞的原因。此外,焊料在凝固時(shí)會(huì )發(fā)生縮短,焊接電鍍通孔時(shí)的分層排氣以及夾帶焊劑等也是構成孔隙問(wèn)題的原因。
在焊接過(guò)程中,構成孔隙問(wèn)題的械制是對比復雜的，一般而言,孔隙問(wèn)題是由軟熔時(shí)夾層狀結構中的焊料中夾帶的焊劑排氣而構成的，孔隙的構成首要由金屬化區的可焊性決定,并跟著(zhù)焊劑活性的下降,粉末的金屬負荷的添加以及引線(xiàn)接頭下的掩蓋區的添加而變化,減少焊料顆粒的尺度僅能銷(xiāo)許添加孔隙。此外,孔隙的構成也與焊料粉的聚結和消除固定金屬氧化物之間的時(shí)刻分配有關(guān)。焊錫膏聚結越早，構成的孔隙也越多。通常,大孔隙的比例隨總孔隙量的添加而添加.與總孔隙量的分析結果所示的狀況對比,那些有啟發(fā)性的導致孔隙構成要素將對焊接接頭的可靠性產(chǎn)生更大的影響,控制孔隙構成的辦法包含:
1,改善元件/衫底的可焊性;
2,選用具有較高助焊活性的焊劑;
3,減少焊料粉狀氧化物;
4,選用慵懶加熱氛圍.
5,減緩軟熔前的預熱過(guò)程.與上述狀況對比,在BGA安裝中孔隙的構成遵照一個(gè)略有不同的形式.一般說(shuō)來(lái).在選用錫63焊料塊的BGA安裝中孔隙首要是在板級安裝期間生成的.在預鍍錫的印刷電路板上,BGA接頭的孔隙量隨溶劑的揮發(fā)性,金屬成分和軟熔溫度的升高而添加,同時(shí)也隨粉粒尺度的減少而添加;這可由決定焊劑排出速度的粘度來(lái)加以解釋.依照這個(gè)模型,在軟熔溫度下，有較高粘度的助焊劑介質(zhì)會(huì )妨礙焊劑從熔融焊料中排出,因而,添加夾帶焊劑的數量會(huì )增大放氣的也許性,從而致使在BGA安裝中有較大的孔隙度.在不考慮固定的金屬化區的可焊性的狀況下,焊劑的活性和軟熔氛圍對孔隙生成的影響好像可以忽略不計.大孔隙的比例會(huì )隨總孔隙量的添加而添加,這就標明,與總孔隙量分析結果所示的狀況對比,在BGA中導致孔隙生成的要素對焊接接頭的可靠性有更大的影響,這一點(diǎn)與在SMT技能中空隙生城的狀況相似。
當焊錫膏至于一個(gè)加熱的環(huán)境中，焊錫膏回流分為五個(gè)期間：首要，用于達到所需粘度和絲印功能的溶劑開(kāi)始蒸騰，溫度上升必需慢(大概每秒3°C)，以約束沸騰和飛濺，防止構成小錫珠，還有，一些元件對內部應力對比敏感，假如元件外部溫度上升太快，會(huì )構成斷裂。
助焊劑活躍，化學(xué)清洗舉動(dòng)開(kāi)始，水溶性助焊劑和免洗型助焊劑都會(huì )發(fā)生同樣的清洗舉動(dòng)，只不過(guò)溫度稍微不同。將金屬氧化物和某些污染從即將聯(lián)系的金屬和焊錫顆粒上清除。好的冶金學(xué)上的錫焊點(diǎn)請求“清洗”的外表。
當溫度繼續上升，焊錫膏顆粒首要獨自熔化，并開(kāi)始液化和外表吸錫的“燈草”過(guò)程。這樣在所有也許的外表上掩蓋，并開(kāi)始構成錫焊點(diǎn)。
這個(gè)期間最為首要，當單個(gè)的焊錫顆粒全部熔化后，聯(lián)系一起構成液態(tài)錫，這時(shí)外表張力效果開(kāi)始構成焊腳外表，假如元件引腳與PCB焊盤(pán)的空隙超過(guò)4mil，則極也許因為外表張力使引腳和焊盤(pán)分開(kāi)，即構成錫點(diǎn)開(kāi)路。
冷卻期間，假如冷卻快，錫點(diǎn)強度會(huì )稍微大一點(diǎn)，但不可以太快而導致元件內部的溫度應力。
回流焊接請求總結：
首要的是有充分的緩慢加熱來(lái)安全地蒸騰溶劑，防止錫珠構成和約束因為溫度膨脹導致的元件內部應力，構成斷裂痕可靠性疑問(wèn)。
其次，助焊劑活躍期間必須有適當的時(shí)刻和溫度，允許清洗期間在焊錫顆粒剛剛開(kāi)始熔化時(shí)完成。
時(shí)刻溫度曲線(xiàn)中焊錫熔化的期間是最首要的，必須充分地讓焊錫顆粒完全熔化，液化構成冶金焊接，剩余溶劑和助焊劑殘余的蒸騰，構成焊腳外表。此期間假如太熱或太長(cháng)，也許對元件和PCB構成傷害。
焊錫膏回流溫度曲線(xiàn)的設定，最好是依據焊錫膏供貨商提供的數據進(jìn)行，同時(shí)把握元件內部溫度應力變化準則，即加熱溫升速度小于每秒3°C，和冷卻溫降速度小于5° C。
PCB安裝假如尺度和分量很相似的話(huà)，可用同一個(gè)溫度曲線(xiàn)。
首要的是要經(jīng)常甚至每天檢查溫度曲線(xiàn)是否正確。
總 結焊錫膏常見(jiàn)問(wèn)題的分析如下：
焊錫膏的回流焊接是SMT安裝技能中的首要的板極互連辦法，影響回流焊接的首要問(wèn)題包含：底面元件的固定、未焊滿(mǎn)、斷續潮濕、低殘留物、空隙、焊料成球、焊料結珠、焊接角焊縫抬起、TombstoningBGA成球不良、構成孔隙等,問(wèn)題還不僅限于此,在本文中未提及的問(wèn)題還有浸析效果,金屬間化物,不潮濕,歪扭,無(wú)鉛焊接等.只有處理了這些焊錫膏常見(jiàn)的問(wèn)題,回流焊接作為一個(gè)首要的SMT安裝辦法,才能在超纖細距離的時(shí)代繼續成功地保留下去。
相關(guān)文章：
焊錫膏在SMT貼片操作中有哪些必須注意的地方
剖析smt焊錫膏常見(jiàn)的2個(gè)問(wèn)題
綠志島焊錫廠(chǎng)免責聲明：
綠志島焊錫廠(chǎng)發(fā)布的新聞資料除原創(chuàng )外，有部分是從網(wǎng)絡(luò )中收集得到的，版權歸原作者及原網(wǎng)站所有。綠志島焊錫廠(chǎng)承諾會(huì )盡可能注明信息來(lái)源，部分資源因操作上的原因可能丟失了原有信息，敬請原作者諒解，若您對綠志島焊錫廠(chǎng)所載的文章資訊的版權歸有異議，請立即告知綠志島焊錫廠(chǎng)，綠志島會(huì )尊重您的意見(jiàn)進(jìn)行刪除，同時(shí)向您予以致歉。
轉載請注明出自東莞綠志島。
