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(三)》中的内容,进行对焊接不良进行分析,找出可能存在的原因。
11、焊点破裂
由于塑封材料,PCB基材,金属导体及金属焊料之间的热膨胀系数差异,温度升高,其热膨胀有较大的变化,这此差异会在焊点位置产生较大的应力应变而引起焊点疲劳开裂。相对于无引脚的零件,有引脚的元件通常能很好的抗焊点疲劳性能。
1)其发生机理与元件操作破裂基本相似,但这不在是元件内部应力问题,而是由于PCB和元件本体材料之间较大的CTE差异而在回流冷却发生较大的热变形,焊点承受较大的拉应力而导致焊点开裂。
2)冷却速率低,缓慢的冷却可能导致焊点粗糙,晶粒粗大。粗大的晶粒脆性大,在冷却过程中的收缩不平衡而可能焊点断裂。
3)操作不良,操作过程的碰撞,或机械损伤如夹具或其它的碰撞也容易造成焊点开裂。
12、空洞
空洞是由于助焊剂的残留或助焊剂清洁焊接端子产生的废气不能完全排出焊料,在焊内部产生没有焊料填充的区域,在X-Ray光线检查下,呈现亮白区域或在剖面状态下,呈现发暗的区域。空洞的存在可能会降低产品电气性能或影响焊点可靠性。
1)如果锡粉氧化,锡膏中有较多的氧分子存在,回流时,会产生更多的废气,这些废气不能完全排除出去,残留于焊点形成空洞。
2)升温速率太快,特别是预热阶段,助焊剂中的稀释剂不能完全排除出来,或助焊剂反应后产生的废气不能完全排除,这也会导致产生空洞问题。
3)过期锡膏的使用或锡膏不能充分地解冻回温,锡膏中的助焊剂可能发生变化,也可能增加空洞的发生概率。
4)由于广州SMT贴片加工厂对于无铅工艺的实施,需要增加助焊剂含量以提升印刷性能及焊接效果,但过多的助焊剂也意味着会有更多的废气产生而增加空洞发生的机率。
13、爆米花和分层
分层是PCB基材内部层与层之间的分离,或多层线路板里任何平面的分离。
爆米花效应就是当水汽滞留在塑封元件内部,回流过程中高温蒸发时产生压力引起的元件本体材料破裂,这种膨胀还会引起内部连接断裂而导致元件功能失效。
1)预热升温速率太高,PCB或塑封元件快速升温时,内部残留的湿气体积快速膨胀而导致出现分层或爆米花失效。其次,快速升温也可能给PCB或元件带来热冲击,因为PCB基材,导体,元件导体,封装材料等其热膨胀系数CTE不同,在温度升高时,其尺寸变化也不一样,这就可能导致出现分层或爆米花问题。
2)回流温度太高,过高的回流焊接温度可能导致基材或封装材料有机物发生分解而出现分层问题。
3)物料长期暴露在空气中或湿度较大的环境下,PCB或元件的塑封材料就可能吸湿而在回流时出现分层问题。
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