回流焊接是SMT贴片加工过程中最重要的一道工序。其焊接良率直接影响到生产效率和产品质量。下面众焱电子将接着《SMT贴片加工中常见的回流焊接不良原因及改善(二)》中的内容,进行对焊接不良进行分析,找出可能存在的原因。
7、退润湿
退润湿是指熔化焊锡润湿焊接区域而形成一个表面层,然后回缩剩下一堆形状不规则的焊锡,并在原焊接区域表面覆盖了一层薄膜且基板金属或表面处理没有暴露的一种现象。
1)回流温度过高,可能导致助焊剂成分过度损耗,焊料暴露在高温环境下,液态金属表面氧化,表面张力增加而出现焊料回缩现象。
2)板子沾污,如果焊盘受到污染影响焊料与基底金属之间形成IMC层连接,在焊料铺展开后还可能出现回缩现象出现退润湿。
3)电镀厚度 (低于规范建议),如果电镀保护层厚度不足,特别是ENIG工艺板,镍层就可能在贮存期间或回流前的高温时间段内发生氧化而出现退润湿现象。
8、浸析
元件焊接端子的金属涂层例如银和金,焊接时溶解到液态焊料中而露出元件的本体封装材料(如陶瓷),端子焊接区域小而不能满足IPC610要求,可能导致电气连通不良或影响焊点可靠性。
1)回流时间过长或温度太高,可能导致元件过度受热,端子的焊接镀层熔化而与陶瓷基材分离,焊接完成后出现端子镀层缺失也就是浸析问题。
2)发生这个问题的另一个原因应该就是物料不良,即是广州SMT贴片加工厂在元件的制作过程中镀层与基材之间的结合力不足,在高温焊接时就出现镀层熔蚀现象。
9、大颗粒尺寸/颗粒状焊锡
理想的焊点表面是光滑,焊料流动顺畅,有金属光泽。但对于无铅焊接来说,经常会发现焊点表面不够光滑,呈现粗糙、颗粒状表面。如果能判断焊料充分熔化并有金属光泽,这是可以接受的,否则就可能影响焊点可靠性,焊点弱化。
1)板子沾污或元件沾污,如果焊接区域存在污染物,焊接时,这些杂质成分裹挟在焊点内,焊点外观就可能出现粗糙的特征,表面焊料流动不畅而呈现粒状外观。
2)冷却速率低,在焊接完成交运固化阶段,如果冷却速率低,延长冷却固化时间,焊料晶粒会变得粗大,而呈现出颗粒状外观,这种焊点由于晶粒粗大而呈现脆性,可靠性低。
3)回流温度太低,如果回流焊接温度不足,焊料没有足够的热量进行充分的熔合,表面会出现冷焊特征,颗粒状外观。
10、元件破裂
回流后元件破裂、分层。
1)预热升温速率太高或冷却速率太大,由于元件封装包含多种材料:有机塑料、硅、金属材料等。不同材料的热膨胀系数不同,温度升高时尺寸发生变化,材料间因为热膨胀尺寸差异而产生较大的内部应力产生热冲击,热冲击可能导致元件分层或断裂,所以通常情况下,预热时的升温速率一般要求控制在1.5度每秒左右或冷却速率4—6度每秒之间。
2)回流周期太长,元件吸热太多而导致内部分层,所以,一般在设置回流温度曲线时需要综合考虑锡膏的应用特性及元件供应商推荐的回流参数,参数设置需要取两者的相交重叠部分,这才能兼顾锡膏和元件的回流焊接而不会出现热损伤问题。
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