吹孔(blowhole)传统上是指完工的PTH铜壁上,可能有破洞(Void)存在。当PCB板在下游进行焊锡时,可能会造成破洞中的基材的湿气在高温中迅速膨胀而产生一定气压,往外将孔中灌入的熔锡吹出。冷却后孔中之锡柱会出现空洞。这种会吹气的劣质PTH,特称为"吹孔"。无铅波焊中出现的吹孔除与钻孔、PTH等制程有关外,还与板材、波焊之参数和助焊剂、元件插脚等有较大关联。可以说在SMT贴片加工过程中,无铅波焊的吹孔产生的具体原因呈多样化,复杂化。下面众焱电子小编将接着《SMT贴片加工中的无铅波焊吹孔成因研究及改善(三)》中的内容继续讲解介绍。
五、Dicy Free板材易产生吹孔
由于无铅板材为了提高耐热性减少爆板,其环氧树脂的固化剂已由Dicy(双氰胺)改变为Dicy Free(酚醛),并且加入了微粒状的二氧化硅、氢氧化铝等无机填料,在耐热性提高的同时板材更加脆化。在一般钻孔参数下钻孔时孔壁上极易产生玻纤与树脂之间的微裂,对后继的孔铜的可靠性产生极大影响。无铅波焊后Dicy Free板材在孔壁附近的玻纤间存在有明显的裂口(glass crack)。
为得到良好的孔壁表面,针对无铅化DICY Free板材不但要加强高锰酸钾槽液的作业条件,且除胶渣前的膨松处理也要延长反应时间。但造成的负面效应是孔壁上被钻孔打松或打裂的玻纤和树脂间,极易残留膨松溶剂,进而在后继发生树脂空洞、铜层破洞、灯芯效应等缺陷,在无铅玻焊引发吹孔现象。不同板料供应商的DICY Free板材树脂体系和填料比例都有差异,因此广州SMT贴片加工厂家在选用DICY Free板材时,一定要对各种DICY Free板材本身的性能及PCB制作条件重新进行评估,找出最佳的加工条件。同时建议要求板料供应商固定纱源,并使用开纤玻璃纱;做板前将板料高温焗板,消除可能存在的半固化片固化不彻底对钻孔的影响。
另外,目前业界也开始从现有的DICYFR4做改良,使其耐热性大幅度提升,达到最新的IPC-4010B对无铅板材的性能指标。
六、插件不正产生的吹孔
如果零件脚未插在孔的正中央,靠孔壁较近的一边锡爬升速度会较快,并把孔口封住,使得离孔壁较远的一边的空气来不及排出,受热迅速膨胀吹出,推开尚未固化的熔锡,形成孔内填锡不满、有空洞。
根据IPC-2222标准,当采用波峰焊接工艺时,使用圆形插件脚时孔径同插件脚之差为0.20.7mm,使用矩形插件脚时,孔径同插件脚对角线尺寸之差应为0.2-0.7mm。小于0.2mm大于1.0mm在焊接时容易出现问题。
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