波焊焊點(diǎn)可靠性評估

1、波焊焊點(diǎn)可波焊焊點(diǎn)可靠性評估靠性評估目目 錄錄一 波焊技朮類型二 焊錫的潤濕三 焊點(diǎn)的形成四 焊點(diǎn)不良分析一一 波焊技術(shù)類型波焊技術(shù)類型波焊技術(shù)中所能作業(yè)的主要六大類型 1.銲錫與膠合的不同 4.毛細(xì)管作用 2.潤濕與無潤濕 5.表面張力 3.清潔 6.潤濕的動(dòng)態(tài)力平衡 二二 焊錫的潤濕焊錫的潤濕2.1 潤濕潤濕 WETTING2.2 潤濕的動(dòng)態(tài)平衡潤濕的動(dòng)態(tài)平衡2.2.1 定義焊錫為L:LIQUID 助焊劑為F:FLUX基層金屬為S:SOLID BASE METAL2.2.2 說明Psf = Pls + Plf Cos 為液體固體上擴(kuò)散的力量銲錫角右圖固體表面呈球狀Psf Pls +Plf

2、Cos 開始擴(kuò)散 角度逐漸變小Plf Cos角度大力量開始平衡停止擴(kuò)散1. 90,如果整個(gè)系統(tǒng)力量達(dá)到平衡時(shí)90,表示Psf的值較小,其液體的擴(kuò)散能力就很差以角度來看 a. 90時(shí) ,稱為de-wetting b. =180時(shí) ,稱為non-wetting c. 90 75 ,但這種Wetting是不能接受的.3. M ,為Good Wetting,在品質(zhì)要求較高的產(chǎn)品,M值的要求可低於75 .由上述說明角度越小表示潤濕越好左圖:a.是完全未潤濕, = 180 b.是完全潤濕, = 0 c.是部分潤濕, 0 180 金屬間的形成:由接合的表面形成銅/錫化合物,也稱為金屬間化合物(Inter m

3、etallic compound)分為Cu3Sn ,Cu6Sn5三三 焊點(diǎn)的形成焊點(diǎn)的形成焊墊龜裂金屬間化合物比銲錫或銅來得硬且脆。因此,金屬間化合物太厚的話,焊點(diǎn)很容易在受到熱或機(jī)械性的壓力時(shí),形成焊點(diǎn)龜裂熱溫度是幫助助焊劑及銲錫作用及潤濕的主要?jiǎng)恿χ?.1 錫瘟錫瘟 基于金屬錫的無鉛合金以及目前最普遍的新合金，在低溫條件下的一種特性表現(xiàn)。溫度在零下13以下時(shí),錫進(jìn)行一種由錫( 正方體)向錫(菱形立方體)的同素異行的 轉(zhuǎn)換。 預(yù)防措施: 防止極度低溫 四四 焊點(diǎn)不良分析焊點(diǎn)不良分析4.2 錫須錫須 一種單晶結(jié)構(gòu)在基材的表面涂層材料上生長,通常錫須的 直徑1-5微米,可長至幾毫米.預(yù)防措施：

4、覆霧錫，后烘焙處理，去應(yīng)力，下層鎳或金4.3 Kirkendall空洞空洞空洞的形成是兩種相鄰材料擴(kuò)散不均勻的結(jié)果預(yù)防措施：不要使用銀鉛的金屬涂散4.4 銀遷移銀遷移在高濕度并且金屬間存在感應(yīng)電的條件下，銀離子結(jié)晶延伸造成短路預(yù)防措施：添加金屬鈀4.5 爆米花效應(yīng)爆米花效應(yīng)元件塑料封裝體內(nèi)吸收的濕氣在快速升溫時(shí)揮發(fā)，引起元件內(nèi)部分層。 預(yù)防措施：檢查無 鉛焊接的濕度敏感 等級4.6元件再熔化元件再熔化 波峰焊接時(shí)的溫度超過錫膏熔點(diǎn)使已經(jīng)焊接的SMD元件再熔化，在波峰焊或選擇性波峰焊時(shí)，過長的接觸時(shí)間甚至可能導(dǎo)致超過元件鍍層的熔點(diǎn)。預(yù)防措施：避免鉛或鉍的污染，更低的焊接溫度，檢查板面布局4.7

5、銀浸析銀浸析元件或板的鍍銀層溶解于熔化的無鉛焊料中,流動(dòng)的無鉛焊料對鍍銀層的作用尤其嚴(yán)重.焊盤 可焊性差是由于不良的鍍銀工藝造成的.即使焊盤鍍銀完全溶解,焊接面仍應(yīng)與焊料有良好的潤濕. 預(yù)防措施:縮短接觸時(shí)間或減低溫度.4.8 吹氣孔吹氣孔 印刷電路板在焊接過程中噴出氣體.氣體有多種來源,如被吸收的水分,電鍍層中的有機(jī)物,或?qū)訅翰牧现械膿]發(fā)成分 預(yù)防措施 增加銅孔壁厚度 預(yù)烘干 縮短干燥與焊接的時(shí)間4.9 黑焊盤黑焊盤黑焊盤現(xiàn)在是指鎳金鍍層的焊盤上呈黑色或灰色,從而導(dǎo)致可焊性差或焊接強(qiáng)度差.預(yù)防措施:改善鎳金鍍層或選擇其他無鉛鍍層4.10 多孔金層多孔金層多孔金層發(fā)生在鎳金鍍層邊面的金原子沒有

6、形成緊密結(jié)構(gòu)使鎳移到表面氧化,導(dǎo)致表面焊接不良預(yù)防措施改善鎳層上的鍍金層4.11 銅氧化銅氧化 銅具有優(yōu)秀的導(dǎo)熱心性和導(dǎo)電性,同時(shí)銅是一種活性很強(qiáng)是金屬,在空氣和水中會(huì)很快氧化.如果表面沒有鍍層或防護(hù)層,暴露的銅會(huì)很快變得不可焊接. 預(yù)防措施 在短時(shí)間內(nèi)使用.改善OSP涂層或者回流焊接時(shí)調(diào)整整個(gè)網(wǎng)板開孔以覆蓋整個(gè)焊盤. 4.12 油性油性/臘狀殘留臘狀殘留 一種油性或臘狀,不揮發(fā)的殘留物,由底面固化的增塑劑或者未正?；旌系淖韬竸┙M成.其粘性可以粘住焊錫,因而形成錫球甚至發(fā)絲狀橋連. 預(yù)防措施 PCB制造者要正確地烘干板子 阻焊層有足夠的催化劑或硬化劑4.13 焊錫過量焊錫過量 焊點(diǎn)上焊料過多可

7、能由于焊錫分離條件不 好或過孔壁破裂造成.返工也并不能提高焊點(diǎn)可靠性,所以不建議返工. 預(yù)防措施: 優(yōu)化排流措施4.14 橋接橋接 引腳或焊盤間的連錫造成短路,發(fā)生于焊錫在固化前未能從兩個(gè)或多個(gè)引腳間分離. 預(yù)防措施 正確的設(shè)計(jì); 引腳的長度短,小焊盤,擴(kuò)大腳間距. 使用帶條形分錫或篩網(wǎng)的噴嘴. 使用強(qiáng)助焊劑和正確的用量.4.15 焊角翹離焊角翹離 由于焊接后板的冷卻和收縮,焊點(diǎn)從PCB翹離.焊角翹離的根本原因是使用的熱膨脹系數(shù)不匹配. 預(yù)防措施: 避免Bi和其它熔點(diǎn)合金化合物. 不要使用SnPb鍍層的元件. 保持低焊接溫度.4.16 焊角翹起焊角翹起由于焊接后板的收縮和冷卻,焊盤翹離的根本原因是使用的熱膨脹系數(shù)不匹配.預(yù)防措施:避免低熔點(diǎn)合金化合物,優(yōu)化材料的選擇,保持低焊接溫度.4.17 填孔不足填孔不足 焊錫沒有延金屬過孔向上流到板的上表面,沒有形成完整的焊點(diǎn). 預(yù)防措施: 提高焊接溫度,增強(qiáng)助焊劑活性(檢查預(yù)熱設(shè)定)4.18 錫網(wǎng)錫網(wǎng) 焊錫氧化并且粘在阻焊層上形成網(wǎng)或條狀.在噴嘴幾乎接觸到板的邊緣部位容易被污染,該區(qū)域的助焊劑活性也降低. 預(yù)防措施: 噴嘴外圍需要額外的助焊