焊錫膏使(shǐ)用中的常見問題分(fèn)析
焊(hàn)膏的(de)回流(liú)焊接(jiē)是用在smt裝(zhuāng)配工藝中(zhōng)的主(zhǔ)要闆級互(hù)連方法,這(zhè)種焊接方(fāng)法把(bǎ)所需要的焊(hàn)接(jiē)特性極好地結合在一起(qǐ),這些特性包括(kuò)易于加工(gōng)、對各(gè)種smt設計有廣泛的兼容性,具有(yǒu)高的焊(hàn)接可靠性以及成(chéng)本低等;然而,在(zài)回流焊接(jiē)被用作爲(wèi)最重要的(de)smt元件(jiàn)級和(hé)闆級互(hù)連(lián)方法的時(shí)候,它(tā)也受到要求進(jìn)一步改進焊接性(xìng)能(néng)的挑戰,事(shì)實上,回流(liú)焊(hàn)接(jiē)技術(shù)能否(fǒu)經受(shòu)住這一挑(tiāo)戰将(jiāng)決定焊膏能否(fǒu)繼續作爲(wèi)首要的smt焊接材料,尤(yóu)其是在超(chāo)細微間距技術不斷(duàn)取得(dé)進展的情(qíng)況之下。下(xià)面我(wǒ)們将探讨影響(xiǎng)改進回流焊接(jiē)性能的(de)幾(jǐ)個主(zhǔ)要問(wèn)題,爲發激發工(gōng)業(yè)界研究(jiū)出解決這一課(kè)題的新方(fāng)法,我(wǒ)們分(fèn)别(bié)對(duì)每個(gè)問題(tí)簡要介紹。
底面元件的固(gù)定
雙面回流焊(hàn)接已采用多年(nián),在此(cǐ),先對第一(yī)面進行(háng)印刷布(bù)線,安裝元件和軟熔(róng),然後翻(fān)過(guò)來對(duì)電路(lù)闆的(de)另一面(miàn)進行加(jiā)工處(chù)理,爲(wèi)了更(gèng)加節省起見,某(mǒu)些工(gōng)藝(yì)省去(qù)了(le)對第一面的軟(ruǎn)熔,而是同時軟熔頂面和(hé)底面(miàn),典型的例子是(shì)電路闆底面上(shàng)僅裝有小(xiǎo)的元(yuán)件,如芯(xīn)片(piàn)電容器和(hé)芯片電阻(zǔ)器(qì),由(yóu)于印刷電(diàn)路闆(pǎn)(pcb)的(de)設計越來越(yuè)複雜,裝在(zài)底面上的元件也越(yuè)來越大,結(jié)果(guǒ)軟(ruǎn)熔時元件(jiàn)脫落成(chéng)爲一個重要(yào)的問(wèn)題。顯然,元件脫(tuō)落現(xiàn)象是(shì)由于(yú)軟熔(róng)時熔化(huà)了的焊(hàn)料對元件(jiàn)的垂直固(gù)定力(lì)不足(zú),而垂直(zhí)固定力(lì)不足(zú)可歸因于(yú)元件重(zhòng)量增加,元件的可(kě)焊性(xìng)差,焊劑的潤濕性或焊(hàn)料量不(bú)足等。其中,第一(yī)個因素是最根(gēn)本的原因。如果(guǒ)在對(duì)後(hòu)面的三個因素(sù)加(jiā)以改進後仍有(yǒu)元件脫落現象存在(zài),就必須使用smt粘(zhān)結劑。顯然(rán),使用粘結劑将(jiāng)會使軟熔(róng)時元件自(zì)對準的效果變(biàn)差。
未焊滿(mǎn)
未焊(hàn)滿是(shì)在相鄰的(de)引線之間(jiān)形成焊橋(qiáo)。通常,所有(yǒu)能引起焊膏坍(tān)落的(de)因素都(dōu)會導緻(zhì)未(wèi)焊(hàn)滿,這(zhè)些因素包括:
1,升(shēng)溫速度(dù)太(tài)快;
2,焊膏的(de)觸變性能(néng)太差或是焊膏的粘度在剪切(qiē)後恢複太(tài)慢;
3,金(jīn)屬負(fù)荷或固體含量太低(dī);
4,粉料粒度分(fèn)布太廣(guǎng);
5;焊劑表面(miàn)張力(lì)太小。但(dàn)是,坍落(luò)并非必然引起未(wèi)焊滿,在軟熔(róng)時,熔化(huà)了的未(wèi)焊滿(mǎn)焊料(liào)在表(biǎo)面張力(lì)的推動下有斷開的可(kě)能,焊料流失現(xiàn)象将(jiāng)使未(wèi)焊(hàn)滿(mǎn)問題變得更加(jiā)嚴重。在(zài)此情況(kuàng)下,由于焊(hàn)料流(liú)失而(ér)聚集在某(mǒu)一區域的過量的焊料将會使(shǐ)熔融焊料(liào)變得(dé)過多(duō)而不(bú)易斷(duàn)開。
除了(le)引(yǐn)起焊(hàn)膏坍落(luò)的因素而外,下(xià)面的因(yīn)素也(yě)引(yǐn)起未滿(mǎn)焊的(de)常見原因:
1,相對于焊點之(zhī)間的(de)空間(jiān)而言(yán),焊膏熔敷太多(duō);
2,加熱溫度過高;
3,焊膏受熱速度比電路闆更快(kuài);
4,焊劑(jì)潤濕速(sù)度(dù)太快;
5,焊劑蒸氣(qì)壓太(tài)低(dī);
6;焊劑的(de)溶劑成分太高(gāo);
7,焊劑樹脂軟化(huà)點太(tài)低。
斷續潤濕
焊(hàn)料(liào)膜的斷續潤(rùn)濕(shī)是(shì)指有(yǒu)水出現在光滑(huá)的表面上(1.4.5.),這是(shì)由于焊料(liào)能(néng)粘(zhān)附在大多(duō)數的(de)固體金屬(shǔ)表面上,并且在(zài)熔化了的(de)焊料(liào)覆蓋(gài)層下(xià)隐藏着某(mǒu)些未被潤(rùn)濕的(de)點,因此(cǐ),在(zài)最初(chū)用熔化的焊料來覆蓋表(biǎo)面時,會有斷續(xù)潤濕現象出現。亞穩(wěn)态的(de)熔融焊料(liào)覆蓋層(céng)在(zài)最小表(biǎo)面(miàn)能驅動力(lì)的作(zuò)用下會發(fā)生收(shōu)縮,不一會(huì)兒之後就聚集(jí)成分離的小球(qiú)和(hé)脊狀秃(tū)起物(wù)。斷續潤濕也能由部件與熔化(huà)的焊料相接觸(chù)時放出(chū)的(de)氣體(tǐ)而引起。由(yóu)于有(yǒu)機物的熱分(fèn)解或無(wú)機物的水(shuǐ)合作用而釋放(fàng)的水(shuǐ)分(fèn)都會産(chǎn)生氣體。水蒸氣(qì)是這些有關(guān)氣(qì)體的(de)最常見的(de)成份,在焊接溫(wēn)度下(xià),水蒸氣具極強的氧化作(zuò)用,能夠氧(yǎng)化熔(róng)融焊料(liào)膜(mó)的表面或某(mǒu)些表面下的(de)界面(典型(xíng)的例子是在熔(róng)融焊(hàn)料(liào)交界(jiè)上(shàng)的金(jīn)屬氧(yǎng)化物表面)。常見的情(qíng)況是(shì)較高的焊(hàn)接(jiē)溫(wēn)度和較長(zhǎng)的停留時間會導緻更爲嚴重的斷續(xù)潤濕現(xiàn)象,尤(yóu)其是(shì)在基(jī)體金(jīn)屬之中,反(fǎn)應速(sù)度的(de)增(zēng)加(jiā)會導(dǎo)緻更加猛(měng)烈的氣(qì)體釋放(fàng)。與此(cǐ)同時,較長的停(tíng)留時間也(yě)會延長氣體釋(shì)放的時間(jiān)。以上兩方面都會增(zēng)加釋(shì)放出的氣體量(liàng),消除斷續潤濕現象的方法是:
1,降低(dī)焊接溫度(dù);
2,縮短軟熔的停(tíng)留時間;
3,采用流(liú)動的惰性(xìng)氣氛;
4,降低污染程度。
低殘留物(wù)
對不用清理的軟熔(róng)工(gōng)藝而言(yán),爲了獲得裝飾上或(huò)功能(néng)上的(de)效果,常常要求(qiú)低殘留物,對功(gōng)能要求方(fāng)面的例子包(bāo)括“通過(guò)在電路中(zhōng)測(cè)試(shì)的焊(hàn)劑(jì)殘(cán)留物來探查測試堆(duī)焊層(céng)以及在插(chā)入接(jiē)頭(tóu)與(yǔ)堆焊(hàn)層之(zhī)間或在插(chā)入接頭與(yǔ)軟熔焊接點(diǎn)附(fù)近的(de)通孔之間實行(háng)電接觸(chù)”,較多的(de)焊劑殘渣(zhā)常(cháng)會導緻(zhì)在要實行(háng)電接觸的金屬(shǔ)表層(céng)上有過多的殘留物(wù)覆蓋,這會妨礙(ài)電連(lián)接的(de)建立(lì),在電(diàn)路密(mì)度日益增加的情(qíng)況(kuàng)下,這個(gè)問題(tí)越發受(shòu)到人們的關注(zhù)。
顯然,不(bú)用清理(lǐ)的低殘(cán)留物焊(hàn)膏是(shì)滿足這個(gè)要求的一個理想的(de)解決辦法(fǎ)。然而,與(yǔ)此相關(guān)的軟熔必要條(tiáo)件卻使這(zhè)個問題變得更加複(fú)雜化了。爲了預(yù)測在(zài)不(bú)同級别的惰性軟熔氣(qì)氛中(zhōng)低(dī)殘留物(wù)焊膏(gāo)的(de)焊接性(xìng)能,提出一個半(bàn)經驗(yàn)的模(mó)型,這個模型預示,随着氧(yǎng)含量(liàng)的降(jiàng)低,焊接(jiē)性能會(huì)迅速地改(gǎi)進,然(rán)後逐漸(jiàn)趨于平(píng)穩,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表(biǎo)明,随(suí)着氧濃度的降低,焊接強(qiáng)度和(hé)焊膏的潤(rùn)濕能力會有所(suǒ)增加,此外,焊接(jiē)強度(dù)也随焊劑(jì)中固(gù)體含量的(de)增加而增(zēng)加(jiā)。實驗數(shù)據所提出(chū)的模型是(shì)可比(bǐ)較的,并強有力(lì)地證明了模型(xíng)是有效的,能夠(gòu)用以預測(cè)焊膏(gāo)與材料的焊接(jiē)性能(néng),因此,可以(yǐ)斷言,爲了在焊(hàn)接工藝中成功(gōng)地采(cǎi)用不用清(qīng)理的低殘(cán)留物(wù)焊料(liào),應當使用惰性(xìng)的軟(ruǎn)熔氣(qì)氛。 間隙(xì) 間隙是(shì)指在元件(jiàn)引線(xiàn)與電路(lù)闆焊點(diǎn)之間沒有(yǒu)形成(chéng)焊接點(diǎn)。
一般來(lái)說,這可歸因于以下(xià)四(sì)方(fāng)面的(de)原因:
1,焊料熔敷不足(zú);
2,引線(xiàn)共面(miàn)性差;
3,潤濕(shī)不夠(gòu);
4,焊料(liào)損耗棗這是由預鍍(dù)錫的(de)印刷電(diàn)路闆上(shàng)焊膏(gāo)坍(tān)落,引線(xiàn)的芯(xīn)吸作用(2.3.4)或(huò)焊點附近(jìn)的(de)通孔引起的,引線共面(miàn)性問(wèn)題是(shì)新的(de)重量較輕的12密(mì)耳(μm)間(jiān)距的(de)四芯線扁平集(jí)成電路(qfp棗(zǎo)quad flat packs)的一(yī)個特(tè)别(bié)令人關(guān)注的(de)問題,爲了(le)解決(jué)這個問題(tí),提出了在裝配(pèi)之前(qián)用焊料來(lái)預塗覆(fù)焊(hàn)點的方法(fǎ)(9),此法(fǎ)是擴(kuò)大局部焊(hàn)點的尺寸并(bìng)沿着鼓(gǔ)起的焊料預覆蓋區形成一個可控制的(de)局部焊接區(qū),并(bìng)由此(cǐ)來抵償(cháng)引線共(gòng)面性(xìng)的變化和(hé)防止間隙(xì),引線(xiàn)的芯吸作用可(kě)以通過減(jiǎn)慢加(jiā)熱速度以(yǐ)及讓(ràng)底面(miàn)比頂面受(shòu)熱更多來加以(yǐ)解決(jué),此外(wài),使用潤濕速度較慢(màn)的焊劑(jì),較高的(de)活化溫度(dù)或能(néng)延緩熔化(huà)的焊膏(如(rú)混有錫粉(fěn)和鉛粉的焊膏(gāo))也能最大限度(dù)地減少(shǎo)芯(xīn)吸作(zuò)用.在(zài)用(yòng)錫鉛覆(fù)蓋層光整(zhěng)電路闆之前,用焊料(liào)掩膜來覆蓋連(lián)接路(lù)徑(jìng)也(yě)能防(fáng)止由附(fù)近的通(tōng)孔引起(qǐ)的(de)芯吸(xī)作(zuò)用。
焊料成球(qiú)
焊料成球是最常見的也是最(zuì)棘手的(de)問題,這指軟熔工(gōng)序中(zhōng)焊料在(zài)離主焊(hàn)料熔池不遠的(de)地方凝(níng)固(gù)成大(dà)小不等的球粒;大多數的情況(kuàng)下(xià),這些球粒是由焊(hàn)膏中的焊(hàn)料粉組成的,焊(hàn)料成(chéng)球使人們(men)耽心會有(yǒu)電路(lù)短路(lù)、漏電(diàn)和焊(hàn)接點上焊料不足等問題發生,随着細微間距(jù)技術(shù)和不用清(qīng)理(lǐ)的焊接(jiē)方法的進展,人們(men)越(yuè)來越迫切(qiē)地要求使用無焊料(liào)成球現象(xiàng)的smt工(gōng)藝。
引起焊料成(chéng)球(1,2,4,10)的原因(yīn)包括:
1,由于(yú)電路(lù)印制(zhì)工藝不(bú)當而造成的(de)油漬(zì);
2,焊膏(gāo)過多地暴(bào)露在(zài)具有(yǒu)氧化作用的環境中(zhōng);
3,焊膏(gāo)過多地暴露在潮濕環境(jìng)中;
4,不适當的加熱方(fāng)法;
5,加(jiā)熱速度太(tài)快;
6,預(yù)熱斷面太(tài)長;
7,焊(hàn)料掩(yǎn)膜和焊膏間的相互作用;
8,焊劑活性(xìng)不夠;
9,焊粉氧(yǎng)化(huà)物或污染過多(duō);
10,塵粒太(tài)多;
11,在特(tè)定的軟熔處理(lǐ)中,焊劑(jì)裏混入(rù)了不适當的揮發物(wù);
12,由于(yú)焊膏(gāo)配方不當而引起的(de)焊(hàn)料坍落(luò);
13、焊膏使用(yòng)前沒(méi)有充分恢複至(zhì)室溫就打開包裝使(shǐ)用(yòng);
14、印(yìn)刷厚(hòu)度過厚導(dǎo)緻“塌(tā)落”形成錫球;
15、焊(hàn)膏中金屬(shǔ)含量偏低(dī)。
焊料結珠(zhū)
焊料結珠是在使用焊膏(gāo)和smt工(gōng)藝時焊料成球(qiú)的一個特殊現(xiàn)象.,簡單地(dì)說,焊(hàn)珠是指(zhǐ)那(nà)些非(fēi)常大(dà)的焊球,其(qí)上(shàng)粘帶有(或沒(méi)有)細小的焊(hàn)料球(11).它(tā)們形成在(zài)具有極低的托(tuō)腳的(de)元件如芯(xīn)片(piàn)電(diàn)容(róng)器的周(zhōu)圍。焊(hàn)料結珠是(shì)由焊(hàn)劑排(pái)氣而引起(qǐ),在(zài)預熱階(jiē)段這種排(pái)氣作(zuò)用超過了焊膏(gāo)的内聚力(lì),排氣促進了焊膏在低間隙(xì)元(yuán)件下形成(chéng)孤立(lì)的團(tuán)粒,在(zài)軟(ruǎn)熔時,熔(róng)化了的孤立焊(hàn)膏再次(cì)從(cóng)元件下冒出(chū)來,并聚結起(qǐ)。
焊接(jiē)結珠的原因包括:
1,印(yìn)刷電路的(de)厚(hòu)度(dù)太高;
2,焊點和元件重疊(dié)太多;
3,在(zài)元件下塗了過(guò)多的(de)錫膏;
4,安置(zhì)元件(jiàn)的壓力太(tài)大;
5,預熱(rè)時溫度上升速(sù)度(dù)太快;
6,預熱(rè)溫度太高(gāo);
7,在(zài)濕氣(qì)從元件(jiàn)和阻焊(hàn)料中釋放出來;
8,焊劑的(de)活性太高;
9,所用(yòng)的粉料太細;
10,金(jīn)屬負荷(hé)太低;
11,焊(hàn)膏坍落太多;
12,焊(hàn)粉氧化物太多(duō);
13,溶劑(jì)蒸(zhēng)氣壓不(bú)足。消除焊(hàn)料結珠的最簡易的(de)方法也許(xǔ)是(shì)改(gǎi)變模版孔隙形(xíng)狀,以使在(zài)低托腳元(yuán)件和焊點(diǎn)之間夾(jiá)有較少(shǎo)的焊膏。
焊(hàn)接角焊接擡(tái)起
焊接(jiē)角縫擡(tái)起指在(zài)波峰(fēng)焊接(jiē)後引(yǐn)線和焊接角焊(hàn)縫從具有(yǒu)細(xì)微電路間距(jù)的四(sì)芯線組(zǔ)扁(biǎn)平集(jí)成電(diàn)路(qfp)的焊點(diǎn)上完全(quán)擡(tái)起來,特别(bié)是在元件(jiàn)棱角附近(jìn)的地(dì)方,一(yī)個可能的(de)原因是在波峰(fēng)焊前抽樣檢測(cè)時加(jiā)在引線(xiàn)上(shàng)的機械應力,或(huò)者是在處理電(diàn)路闆時所受到(dào)的(de)機械損壞(12),在波峰(fēng)焊前抽樣(yàng)檢測(cè)時,用(yòng)一個(gè)鑷子劃(huà)過qfp元件(jiàn)的引(yǐn)線,以确定(dìng)是否(fǒu)所有(yǒu)的引(yǐn)線在(zài)軟溶(róng)烘(hōng)烤(kǎo)時都焊上了;其(qí)結果是(shì)産(chǎn)生了(le)沒有(yǒu)對(duì)準的焊(hàn)趾,這可在從上(shàng)向下(xià)觀察看(kàn)到(dào),如果(guǒ)闆(pǎn)的下面加熱(rè)在焊接區(qū)/角焊縫(féng)的間界(jiè)面上(shàng)引起了部(bù)分二(èr)次軟(ruǎn)熔(róng),那麽,從電路闆擡(tái)起引線和角焊縫能(néng)夠(gòu)減輕内在(zài)的(de)應力(lì),防止(zhǐ)這個(gè)問題的(de)一(yī)個辦法是在波(bō)峰焊之後(而不(bú)是在波峰(fēng)焊之(zhī)前)進(jìn)行(háng)抽(chōu)樣檢(jiǎn)查。
豎(shù)碑(tombstoning)
豎(shù)碑(tombstoning)是(shì)指無引線(xiàn)元件(如片式電(diàn)容器(qì)或電(diàn)阻)的(de)一端離開了襯(chèn)底,甚(shèn)至整個元(yuán)件(jiàn)都(dōu)支在(zài)它的一端(duān)上。 tombstoning也(yě)稱爲manhattan效應(yīng)、drawbridging 效應(yīng)或stonehenge 效(xiào)應,它是(shì)由(yóu)軟熔元件(jiàn)兩端不(bú)均(jun1)勻潤(rùn)濕而(ér)引(yǐn)起的;因(yīn)此,熔融焊料的(de)不夠(gòu)均(jun1)衡的表(biǎo)面張(zhāng)力拉力就(jiù)施加在元件(jiàn)的兩端上,随(suí)着smt小(xiǎo)型化的(de)進(jìn)展,電(diàn)子元(yuán)件對(duì)這個(gè)問題也變得越(yuè)來越敏感。
此種狀況(kuàng)形成的原(yuán)因:
1、加熱不均勻;
2、元件(jiàn)問題(tí):外形(xíng)差異、重量太輕(qīng)、可焊(hàn)性差異(yì);
3、基(jī)闆材料導(dǎo)熱性(xìng)差,基闆的厚度(dù)均勻性差(chà);
4、焊盤的熱(rè)容(róng)量(liàng)差異(yì)較大,焊盤的可焊性差異較大;
5、錫膏(gāo)中(zhōng)助焊劑(jì)的均(jun1)勻性差或(huò)活性差,兩(liǎng)個焊盤上的錫膏(gāo)厚(hòu)度差異較(jiào)大,錫(xī)膏太厚,印(yìn)刷精(jīng)度差(chà),錯位嚴重;
6、預(yù)熱溫(wēn)度太低(dī);
7、貼裝精度差,元件偏移嚴重。 ball grid array (bga)成球不良
bga成球常(cháng)遇到(dào)諸如未焊(hàn)滿,焊球不對準(zhǔn),焊球漏失以及(jí)焊料量(liàng)不足等(děng)缺陷,這通常是(shì)由于(yú)軟熔時對(duì)球體的固(gù)定力(lì)不足或自定心(xīn)力不(bú)足而(ér)引起(qǐ)。固定(dìng)力不(bú)足可(kě)能是(shì)由低粘稠,高阻(zǔ)擋厚(hòu)度或(huò)高放(fàng)氣速度造(zào)成的;而自定力(lì)不足(zú)一般由焊(hàn)劑活性較(jiào)弱或焊料量過低而(ér)引起。
bga成球(qiú)作用(yòng)可通(tōng)過單獨使(shǐ)用焊膏或者将焊料球(qiú)與焊膏以及焊(hàn)料球與焊劑(jì)一起使用(yòng)來實現; 正(zhèng)确的(de)可行(háng)方法是将(jiāng)整體預成形與(yǔ)焊劑(jì)或焊膏一(yī)起使用。最通(tōng)用(yòng)的方法看(kàn)來是(shì)将焊料(liào)球與焊(hàn)膏一(yī)起使用,利(lì)用錫62或錫63球焊的成(chéng)球(qiú)工藝産(chǎn)生了極好(hǎo)的效(xiào)果。在使用(yòng)焊劑(jì)來進行錫62或錫63球焊的情(qíng)況下(xià),缺陷率随着焊(hàn)劑粘度,溶劑的揮發性和間距(jù)尺寸的下降而(ér)增加(jiā),同時也随(suí)着焊劑的熔敷(fū)厚度,焊劑(jì)的活(huó)性以及焊點直(zhí)徑的增加而增(zēng)加,在(zài)用(yòng)焊(hàn)膏來(lái)進行高溫(wēn)熔(róng)化的球(qiú)焊(hàn)系統中(zhōng),沒有觀(guān)察到有(yǒu)焊球(qiú)漏失現象(xiàng)出現,并且(qiě)其對(duì)準精(jīng)确度随焊(hàn)膏熔敷厚(hòu)度與溶劑(jì)揮發(fā)性,焊(hàn)劑的活性,焊點(diǎn)的尺寸與可焊(hàn)性以及金(jīn)屬負(fù)載的(de)增加(jiā)而增(zēng)加,在使用(yòng)錫63焊(hàn)膏時,焊膏的粘(zhān)度(dù),間距與(yǔ)軟熔(róng)截面(miàn)對高熔化(huà)溫度下的成球(qiú)率幾乎(hū)沒有影(yǐng)響。在(zài)要求(qiú)采用(yòng)常(cháng)規的印(yìn)刷棗(zǎo)釋放工藝(yì)的情(qíng)況下,易于釋放(fàng)的焊膏對(duì)焊膏(gāo)的單獨成球是(shì)至關重(zhòng)要的。整(zhěng)體預(yù)成形的(de)成(chéng)球工藝也是很的發(fā)展的前途(tú)的。減少(shǎo)焊料鏈(liàn)接的厚度與寬(kuān)度對(duì)提高成(chéng)球的成(chéng)功率也是(shì)相當重要的。 形(xíng)成孔(kǒng)隙
形(xíng)成孔(kǒng)隙通常(cháng)是一個(gè)與焊接(jiē)接頭的(de)相關的問(wèn)題。尤(yóu)其是(shì)應用smt技術(shù)來軟熔焊(hàn)膏的時(shí)候(hòu),在采用無(wú)引線陶(táo)瓷(cí)芯片(piàn)的情況下,絕大(dà)部分的大(dà)孔隙(xì)(>0.0005英寸/0.01毫米)是處于lccc焊點和(hé)印刷(shuā)電路闆焊(hàn)點之(zhī)間,與(yǔ)此同時,在(zài)lccc城堡狀物附近(jìn)的角(jiǎo)焊(hàn)縫(féng)中,僅(jǐn)有(yǒu)很(hěn)少量的小(xiǎo)孔隙,孔隙(xì)的存(cún)在會(huì)影響焊接接頭的機(jī)械性能,并(bìng)會損害接(jiē)頭的強度,延展(zhǎn)性和(hé)疲(pí)勞(láo)壽命(mìng),這是(shì)因爲(wèi)孔隙(xì)的生(shēng)長(zhǎng)會聚結成可(kě)延(yán)伸的裂(liè)紋并導緻疲勞(láo),孔隙也會使焊料的應力(lì)和 協(xié)變增加,這(zhè)也是(shì)引起(qǐ)損壞的原(yuán)因。此(cǐ)外(wài),焊(hàn)料在凝固時(shí)會發(fā)生(shēng)收縮,焊接(jiē)電鍍(dù)通孔(kǒng)時的分層(céng)排氣以及(jí)夾帶焊(hàn)劑等也(yě)是造(zào)成孔隙的原(yuán)因(yīn)。
在焊接過程中(zhōng),形成孔隙的械(xiè)制是(shì)比較(jiào)複雜(zá)的(de),一般而言,孔隙是由軟熔(róng)時(shí)夾層狀結(jié)構中(zhōng)的焊料中夾帶(dài)的焊(hàn)劑(jì)排氣而(ér)造成(chéng)的(de)(2,13)孔隙的(de)形成主要由金屬化(huà)區的(de)可焊(hàn)性決定,并(bìng)随着(zhe)焊劑活性的降低(dī),粉末(mò)的(de)金屬(shǔ)負荷(hé)的增加以(yǐ)及引線接(jiē)頭下(xià)的覆蓋區的增(zēng)加而(ér)變化,減少(shǎo)焊(hàn)料(liào)顆粒的尺(chǐ)寸僅(jǐn)能(néng)銷(xiāo)許(xǔ)增(zēng)加孔隙。此外,孔(kǒng)隙的形(xíng)成也與(yǔ)焊料(liào)粉的聚結(jié)和消除固定金(jīn)屬氧(yǎng)化物之間的時間分配有(yǒu)關。焊膏聚結越(yuè)早,形(xíng)成(chéng)的孔隙(xì)也(yě)越多。通常,大(dà)孔隙的比例随(suí)總孔(kǒng)隙量的增(zēng)加而增(zēng)加(jiā).與總(zǒng)孔隙(xì)量的(de)分析(xī)結果所(suǒ)示(shì)的情(qíng)況相(xiàng)比,那(nà)些有(yǒu)啓發性的(de)引起孔隙形成因素(sù)将對焊接接頭的可(kě)靠(kào)性産生(shēng)更大的影響。
控制孔隙形成的方法包括(kuò):
1,改進元件/衫底的可焊(hàn)性;
2,采用(yòng)具有(yǒu)較高助焊活(huó)性(xìng)的焊劑;
3,減(jiǎn)少焊(hàn)料粉狀(zhuàng)氧化物(wù);
4,采用惰性加熱(rè)氣氛.
5,減緩(huǎn)軟熔(róng)前的預熱(rè)過程.與上(shàng)述情況相(xiàng)比,在bga裝(zhuāng)配中孔(kǒng)隙的形成遵照(zhào)一個(gè)略有不同(tóng)的模式(14).一般說(shuō)來.在采用錫63焊(hàn)料塊(kuài)的bga裝配中孔隙主要(yào)是在(zài)闆級裝配階段(duàn)生成的.在預鍍(dù)錫的印刷(shuā)電路闆上,bga接頭(tóu)的孔(kǒng)隙量随溶(róng)劑的(de)揮發性(xìng),金(jīn)屬成(chéng)分和(hé)軟(ruǎn)熔溫度(dù)的升高而增加(jiā),同時也(yě)随(suí)粉粒(lì)尺寸(cùn)的減(jiǎn)少而(ér)增加;這(zhè)可由決(jué)定焊劑排(pái)出速(sù)度的(de)粘度(dù)來加(jiā)以解釋.按照這(zhè)個模型,在軟熔溫(wēn)度下(xià)有(yǒu)較高(gāo)粘度(dù)的助(zhù)焊(hàn)劑(jì)介質會妨(fáng)礙焊(hàn)劑從熔融焊料(liào)中排出。
因此,增(zēng)加夾帶焊劑的(de)數量會增大放(fàng)氣的(de)可能性,從(cóng)而導緻(zhì)在bga裝配中有較(jiào)大的孔隙度.在不考慮(lǜ)固定的金(jīn)屬化(huà)區的可焊(hàn)性的情況下(xià),焊劑的(de)活性(xìng)和軟熔氣氛對孔隙生成(chéng)的影響(xiǎng)似(sì)乎可以忽略不(bú)計.大孔隙的(de)比例會(huì)随總孔隙量的(de)增加而增加,這(zhè)就表明(míng),與總孔(kǒng)隙量(liàng)分析(xī)結果(guǒ)所示(shì)的情(qíng)況相比,在bga中引(yǐn)起孔隙(xì)生成的因素(sù)對焊接接頭的可靠性有更大的影響,這(zhè)一點(diǎn)與在smt工藝中空(kōng)隙生城的情況(kuàng)相似。
總結(jié) 焊膏(gāo)的回(huí)流焊(hàn)接是(shì)smt裝配工(gōng)藝中的主要(yào)的闆(pǎn)極互(hù)連方(fāng)法(fǎ),影(yǐng)響回(huí)流焊接的(de)主要(yào)問題包(bāo)括(kuò):底面(miàn)元件的固定、未焊滿(mǎn)、斷續潤濕(shī)、低殘留物(wù)、間隙(xì)、焊料成球、焊料結珠、焊(hàn)接角焊縫擡起、tombstoningbga成球不(bú)良、形(xíng)成孔隙等(děng),問題還不僅限(xiàn)于此,在本(běn)文中(zhōng)未提及的問題還有浸析(xī)作用,金屬(shǔ)間(jiān)化物,不潤(rùn)濕,歪扭,無鉛(qiān)焊接等.隻有 解(jiě)決了這(zhè)些問題(tí),回流(liú)焊接作爲(wèi)一個重要的smt裝配方法,才(cái)能在(zài)超細微間距的(de)時代(dài)繼(jì)續成功(gōng)地保留下去。
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