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回流焊技术资料

回流焊锡珠的成因和解决

发布时间:2018-09-07  新闻来源:

电子元件的高精密度,更小体积,肯定是电子产品生产行业的大趋势。能很好的实现这种生产方式的无疑就是锡膏回流焊接。虽然通孔焊接和锡膏回流焊接是电子组装互连的两种主要基本方式。但表面贴装技术具备高可靠性、高产量以及低成本的特点,在20多年里受到广泛的欢迎和得到飞速的发展。可,不恰当的回流曲线设置,不合理的材料选择,以及较差的焊接环境等因素可能导致很多的焊接缺陷,最终可能导致焊接元件长期的可靠性问题。

回流焊锡珠

回流焊锡珠


常见的主要焊接缺陷包括:缺焊、冷焊、空焊、锡珠、锡珠、立碑、元器件开裂、过度的金属间化合物生长,焊点空洞等等。因此,通过了解各种缺陷的基本塬因,从而进行合理的材料工艺组合和优化,可以提高组装焊接的质量和确保其长期可靠性。 随着高密度和细间距封装技术的发展,以及无铅焊接的高温工艺和材料的更替,使得焊料球成为一个关键的问题。所以,本文将主要讨论焊料成球的塬因,及其对组装的影响。

回流焊锡珠是指焊接过程中,焊料由于飞溅等塬因在电路板的不必要位置形成分散的小球。这种小球会在电路板的两个相邻部件(例如导线,焊盘,引脚等)之间产生电流泄漏,电气噪声,甚至短路,带来长期的可靠性隐患。另外,在对它们进行处理过程中,也可能会影响相邻的部件的性能。本文旨在为控制锡珠的形成提供一定的解决方案,从而提高电子组装的可靠性。 回流焊锡珠常见于元器件引脚周围以及在引脚和焊盘的间隙等地方,有些也出现在离焊点很远的位置。它们一般成群地,离散地,以小颗粒出现。其主要塬因是在金属焊点的形成过程中,熔融的金属合金的飞溅而导致的。 

在回流焊接过程中,熔融助焊剂的蒸发速度过快会容易引发融熔锡合金的飞溅2。飞溅过程中,部分小滴焊料会随焊剂一起喷射,被从主体焊料中分离出来,最终留在焊点周围。因此,焊剂载体中较高的溶剂比例,或者由于为适应无铅高温工艺使用的高沸点溶剂过量,以及加热不当都会导致回流焊锡珠的可能大大增加。 被焊接的表面或者细膏中的锡粉氧化程度太高,或者锡粉的缺陷也容易导致焊料球的形成。氧化和表面的物理缺陷使得整体内的各个部分的受热升温,化学反应等过程不均匀一致,继而焊剂的热行为也受到很大的影响,最终引发回流焊锡珠。 较低的焊膏黏度更容易引起较多飞溅,这是因为外表液滴和主体亲和力小,在助焊剂的帮助下,容易形成细小球状颗粒而飞出。内部气泡的压力超过的熔融焊料的表面张力的话,破裂的时候,带走更多的颗粒。但是如果气泡留在焊料内,又容易导致最终焊点的空洞。 周围的环境也会影响焊料球。例如外界(工作环境)较高的湿度,而锡膏溶剂体系中一般含有多元醇醚类物质,具备亲水性和吸湿性。又如不当的锡膏回复过程,从冰箱中拿出锡膏,过早地打开瓶盖,导致水蒸气凝聚。所有这些,都会导致过多的水分被锡膏吸收,从而在焊接过程中引起锡膏飞溅。操作房间内的高温会使焊膏黏性变低,也会促成焊料球的形成。 另外,剧烈的加热或者冷却,导致合金和焊剂状态变化太快,尤其是对于无铅的高温工艺,也会加速回流焊锡珠的形成。

所以,回流温度曲线是决定回流焊锡珠形成的一个重要参数。回流过程中不同阶段的,会导致不同的问题。升温阶段是非常重要的,应该很小心设计和调整,以免焊料球的产生。同时,升温阶段对于其他缺陷,如桥连、焊接性、树碑现象、空洞、焊料抽芯等缺陷也至关重要。冷却阶段在也不能忽视。较低的冷却温度速率—其温度高于金属合金的熔点,会导致金属间化合物的生长,而较快的冷却则会产生内在压力和元器件的破裂。最后,锡膏中如果含其他低沸点物质以及杂质等,也可能会引发大量的气泡,也有助于回流焊锡珠的形成。
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