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SMT貼片加工中焊接的焊點剝離問題

2018-04-18 雅鑫達電子 1160

焊點剝離現象多出現在通孔波峰焊接工藝中,但也在SMT回流焊工藝中出現過。現象是焊點和焊盤之間出現斷層而剝離,如圖一所示。這類現象的主要原因是無鉛合金的熱膨脹系數和基板之間的差別很大,導致焊點固話時在剝離部分有太大的應力而使它們分開,一些焊料合金的非共晶性也是造成這種現象的原因之一。


所以處理此PCB問題主要有兩種做法,一是選擇適當的焊料合金;二是控制冷卻的速度,使焊點盡快固化形成較強的結合力。除了這些方法外,還可以通過設計來減少應力的幅度,也就是將通孔的銅環面積減小。日本有一個流行的做法,是使用SMD焊盤設計,也就是通過綠油阻焊層來限制銅環的面積。但這種做法有兩個不理想的地方,一是較輕微的剝離不容易看出來;二是SMD焊盤在綠油和焊盤界面的焊點形成,從壽命的角度上來看是屬于不理想的。

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有些剝離現象出現在焊點上,如下圖所示,稱為裂痕或撕裂(Tearing)。這問題如果在波峰通孔焊點上出現,在業界有些供應商認為是可以接受的。主要因為通孔的質量關鍵部位不在這地方。但如果出現在回流焊點上,應該算是質量隱憂問題,除非程度十分小(類似起皺紋)。


Bi的存在在回流焊及波峰焊工藝中都會產生影響,即產生焊點剝離。由于Bi原子的遷移特性,只是在SMT焊接過程中及焊接后,Bi原子向表面以及無鉛焊料與銅焊盤之間遷移,而生成“分泌”的不良薄層,伴隨使用過程中焊料和PCB集采之間的CTE不匹配問題,將造成垂直浮裂。


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