在电路板上焊接LEDs时,空洞是一个关键问题。就像其他底部焊端元件一样,要使用热焊盘将元件的发热量散发出去,使元件处于凉爽温度。焊点内空洞会干扰传热,使元件发热,缩短LED使用寿命。众所周知,在这些热焊盘上焊膏引起的空洞是一个常见问题。下面众焱电子小编将接着《SMT焊接加工之独特的加热/回流焊技术》的内容继续分析讲解。
理论上可能发生两种可能性:
1、首次印刷的焊膏在干燥过程中不坍塌。第二次印刷期间,模板与基板很好地密封,更多的焊膏被强制沉积,在实际的SMT贴片加工过程中,会在回流前进行密实的焊膏沉积。此沉积比首次印刷将有更多的金属含量。由于首次沉积的焊膏以经干燥,焊剂含量将不会显著增加。实际上,焊剂的挥发性成分已大大减少,因为首次印刷焊膏中的焊剂挥发物在干燥过程中已经挥发,而二次印刷增加的挥发物较少。
2、首次印刷的焊膏在干燥过程中坍塌。这会导致在印刷区域之外产生焊料颗粒,致使模板与基板密封不良。新焊膏完全印刷在首次印刷的焊膏沉积的顶部。
从理论上讲,其中任何一种可能情况都对减少最终焊点中的空洞是有益的。在第一种情况下,在回流焊前,更多的金属含量被增加到焊点,没有显着增加更多的焊剂。这可以与涂覆焊剂的焊料预制件得到的焊点相比。
第二种情况下,模板与基板之间的密封不良,提供了一个增大焊点体积的机会。更高的元件托脚为焊膏排气提供了更大的空间。
三、具体实验
为了进一步研究这种干燥焊膏然后二次印刷焊膏以减少空洞的方法,进行了如下实验。
1、坍塌检测实验
本实验使用了两种焊膏。一种是低空洞的无卤焊膏(A),另一种是低空洞的含卤焊膏(B)。
在印刷前,注意到焊膏A比焊膏B具有较高的粘度,在轻轻搅拌和手工转移到模板时,感到坚硬。
采用焊盘尺寸0.010″×0.050″并OSP处理的基板,在所应用区域,模板开孔和焊盘尺寸比为1∶1。模板厚度为0.004″。印刷焊膏的基板分别在125 ℃、150 ℃和180 ℃的对流回流炉中烘烤四分钟。理论认为,较高的烘烤温度,将使更多的焊剂排气,这将是首选。然而,也有很多广州SMT贴片加工厂家认为,较高的温度烘烤会导致在烘烤过程中更多的焊膏坍塌。
结果:由于现有可用烘箱的局限性,最低温度烘烤条件为125 ℃。可以看出,即使在这个最低烘烤条件下,两种焊剂都仍然有一些铺展。应该指出的是,这两种焊剂都按IPC-TM-650通过了J-STD-005坍塌试验要求。看到的坍塌不足以引起桥接问题。然而,焊膏的铺展足以引起在烘烤过的基板上二次印刷时,相同的模板将不会形成与基板的合适密封。
对烘烤前后的焊膏宽度进行测量。由于数据分散,目前尚不清楚,是否哪一种烘烤条件就比另一种更好地防止坍塌,都表现出非常相似的结果。乍一看,照片中的125 ℃烘烤条件看起来比其他条件的还要差。使用焊盘大小作为参考点,这种情况的坍塌没有其他情况的差。
2、二次印刷实验
利用现有的实验室资源,焊膏A和焊膏B分别印刷在QFN测试板上。由于小间距I/O开孔的QFN设计,这会是发生有关坍塌和桥接的最坏情况。
印刷每种新鲜焊膏到测试板,对新鲜焊膏进行拍照。然后在125 ℃条件下烘烤,并分析基板。然后在基板进行二次印刷。
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