無鉛錫膏的基礎(chǔ)知識百科 (4)_福英達(dá)焊錫膏
無鉛錫膏的基礎(chǔ)知識百科 (4)_福英達(dá)焊錫膏
封裝廠家對焊接的要求是在回流焊完成后能夠產(chǎn)生了形狀均勻飽滿的焊點(diǎn)，且需要滿足規(guī)定的可靠性要求，如導(dǎo)熱導(dǎo)電性能和機(jī)械強(qiáng)度。無鉛錫膏焊點(diǎn)的形狀對其可靠性有很大的影響，因此判斷焊接是否出現(xiàn)缺陷首先可以通過觀察焊點(diǎn)外觀來確定。很多的因素會導(dǎo)致無鉛錫膏焊點(diǎn)形狀不良。
1. 焊盤清洗
水溶性無鉛錫膏的活化劑成分在焊接后會產(chǎn)生酸性殘留物，如果不及時去除會對焊點(diǎn)產(chǎn)生腐蝕作用。市面主常見的清洗工藝有水基清洗和半水基清洗，水基清洗由于清洗性優(yōu)秀應(yīng)用更多。可以將線路板進(jìn)行浸泡、噴淋或超聲波處理來達(dá)到清洗目的，最后再用25-60℃去離子水沖洗干凈。也有一種免洗型無鉛錫膏，活性稍弱但是焊后可以免清洗。廠家可以根據(jù)實(shí)際封裝要求選擇是否清洗。
2. 無鉛焊點(diǎn)形狀缺陷及影響
在完成焊接后，焊點(diǎn)底部連接著基板焊盤而頂部連接著元器件。焊點(diǎn)的外觀通常是球體形狀。形狀的不同對性能的影響也不一致。通過垂直剖面圖可以測量無鉛焊點(diǎn)的寬度和高度。封裝行業(yè)對無鉛錫膏焊點(diǎn)的寬高比有要求，一般規(guī)定焊點(diǎn)的寬高比在1.3-1.5之間。合適的寬高比能夠使焊點(diǎn)避免阻焊的損傷。
2.1 少錫和多錫問題
錫膏量對焊點(diǎn)形狀的影響是最直接的。比如會出現(xiàn)錫膏量過少的問題。焊盤上的錫量過少會導(dǎo)致焊點(diǎn)強(qiáng)度不足。少錫發(fā)生的原因可能是焊盤或鋼網(wǎng)有雜質(zhì)附著，導(dǎo)致印刷時接觸面積不夠。也可能是無鉛錫膏放置太久導(dǎo)致粘度增大，從而印刷時無法通過網(wǎng)孔造成錫量偏少。另外一種情況是多錫現(xiàn)象。如果鋼網(wǎng)開孔和厚度偏大，則容易導(dǎo)致多錫。錫量過多會導(dǎo)致相鄰錫膏點(diǎn)出現(xiàn)橋連現(xiàn)象，在間距小的焊盤上尤為明顯。
2.2 錫膏坍塌和橋連
坍塌的成因有很多，包括錫量大，鋼網(wǎng)脫模性差和錫膏粘度低等。如果錫量太大，在熔融流動時極易造成坍塌問題，并且還會與相鄰焊點(diǎn)發(fā)生橋連。鋼網(wǎng)尺寸不符和粗糙度不良會導(dǎo)致脫模性差，從而導(dǎo)致坍塌和橋連。此外，無鉛錫膏粘度小意味著流動性更好，其保持形態(tài)的能力也就更弱，印刷后容易坍塌且加熱后會向外擴(kuò)散導(dǎo)致橋連。還有一些原因如印刷壓力大，貼裝偏移和錫膏合金顆粒細(xì)小也會造成坍塌和橋連。錫膏橋連會對電路造成很大的影響，主要體現(xiàn)在焊點(diǎn)之間短路。
圖1. 焊接橋連現(xiàn)象。
2.3 焊點(diǎn)旁出現(xiàn)大量錫珠
錫膏被氧化和焊盤表面有雜質(zhì)都會導(dǎo)致細(xì)小的錫珠的形成，從而影響焊接可靠性。粒徑小的焊粉更易被氧化，形成錫珠的概率更大。錫珠的生成也和助焊劑活性差有關(guān)，較低的活性不能有效還原焊盤氧化層，從而可焊性差。此外，回流爐溫度上升過快會加速助焊劑溶劑蒸發(fā)，焊料顆粒會隨之飛濺出來形成小錫珠。錫膏未充分回溫就回流加熱也會導(dǎo)致飛濺形成錫珠。
圖2. 焊接界面周圍出現(xiàn)錫珠。
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