波焊焊点可靠性评估培训

1、波焊焊点可靠性评估培训培训目目 录录一 波焊技朮类型二 焊锡的润湿三 焊点的形成四 焊点不良分析一一 波焊技术类型波焊技术类型波焊技术中所能作业的主要六大类型 1.銲锡与胶合的不同 4.毛细管作用 2.润湿与无润湿 5.表面张力 3.清洁 6.润湿的动态力平衡 二二 焊锡的润湿焊锡的润湿2.1 润湿润湿 WETTING2.2 润湿的动态平衡润湿的动态平衡2.2.1 定义焊锡为L:LIQUID 助焊剂为F:FLUX基层金属为S:SOLID BASE METAL2.2.2 说明Psf = Pls + Plf Cos 为液体固体上扩散的力量銲锡角右图固体表面呈球状Psf Pls +Plf Cos 开

2、始扩散 角度逐渐变小Plf Cos角度大力量开始平衡停止扩散1. 90,如果整个系统力量达到平衡时90,表示Psf的值较小,其液体的扩散能力就很差以角度来看 a. 90时 ,称为de-wetting b. =180时 ,称为non-wetting c. 90 75 ,但这种Wetting是不能接受的.3. M ,为Good Wetting,在品质要求较高的产品,M值的要求可低于75 .由上述说明角度越小表示润湿越好左图:a.是完全未润湿, = 180 b.是完全润湿, = 0 c.是部分润湿, 0 180 金属间的形成:由接合的表面形成铜/锡化合物,也称为金属间化合物(Inter metall

3、ic compound)分为Cu3Sn ,Cu6Sn5三三 焊点的形成焊点的形成焊垫龟裂金属间化合物比銲锡或铜来得硬且脆。因此,金属间化合物太厚的话,焊点很容易在受到热或机械性的压力时,形成焊点龟裂热温度是帮助助焊剂及銲锡作用及润湿的主要动力之一4.1 锡瘟锡瘟 基于金属锡的无铅合金以及目前最普遍的新合金，在低温条件下的一种特性表现。温度在零下13以下时,锡进行一种由锡( 正方体)向锡(菱形立方体)的同素异行的 转换。 预防措施: 防止极度低温 四四 焊点不良分析焊点不良分析4.2 锡须锡须 一种单晶结构在基材的表面涂层材料上生长,通常锡须的 直径1-5微米,可长至几毫米.预防措施：覆雾锡，后

4、烘焙处理，去应力，下层镍或金4.3 Kirkendall空洞空洞空洞的形成是两种相邻材料扩散不均匀的结果预防措施：不要使用银铅的金属涂散4.4 银迁移银迁移在高湿度并且金属间存在感应电的条件下，银离子结晶延伸造成短路预防措施：添加金属钯4.5 爆米花效应爆米花效应元件塑料封装体内吸收的湿气在快速升温时挥发，引起元件内部分层。 预防措施：检查无 铅焊接的湿度敏感 等级4.6元件再熔化元件再熔化 波峰焊接时的温度超过锡膏熔点使已经焊接的SMD元件再熔化，在波峰焊或选择性波峰焊时，过长的接触时间甚至可能导致超过元件镀层的熔点。预防措施：避免铅或铋的污染，更低的焊接温度，检查板面布局4.7 银浸析银浸

5、析元件或板的镀银层溶解于熔化的无铅焊料中,流动的无铅焊料对镀银层的作用尤其严重.焊盘 可焊性差是由于不良的镀银工艺造成的.即使焊盘镀银完全溶解,焊接面仍应与焊料有良好的润湿. 预防措施:缩短接触时间或减低温度.4.8 吹气孔吹气孔 印刷电路板在焊接过程中喷出气体.气体有多种来源,如被吸收的水分,电镀层中的有机物,或层压材料中的挥发成分 预防措施 增加铜孔壁厚度 预烘干 缩短干燥与焊接的时间4.9 黑焊盘黑焊盘黑焊盘现在是指镍金镀层的焊盘上呈黑色或灰色,从而导致可焊性差或焊接强度差.预防措施:改善镍金镀层或选择其他无铅镀层4.10 多孔金层多孔金层多孔金层发生在镍金镀层边面的金原子没有形成紧密结

6、构使镍移到表面氧化,导致表面焊接不良预防措施改善镍层上的镀金层4.11 铜氧化铜氧化 铜具有优秀的导热心性和导电性,同时铜是一种活性很强是金属,在空气和水中会很快氧化.如果表面没有镀层或防护层,暴露的铜会很快变得不可焊接. 预防措施 在短时间内使用.改善OSP涂层或者回流焊接时调整整个网板开孔以覆盖整个焊盘. 4.12 油性油性/腊状残留腊状残留 一种油性或腊状,不挥发的残留物,由底面固化的增塑剂或者未正常混合的阻焊剂组成.其粘性可以粘住焊锡,因而形成锡球甚至发丝状桥连. 预防措施 PCB制造者要正确地烘干板子 阻焊层有足够的催化剂或硬化剂4.13 焊锡过量焊锡过量 焊点上焊料过多可能由于焊锡

7、分离条件不 好或过孔壁破裂造成.返工也并不能提高焊点可靠性,所以不建议返工. 预防措施: 优化排流措施4.14 桥接桥接 引脚或焊盘间的连锡造成短路,发生于焊锡在固化前未能从两个或多个引脚间分离. 预防措施 正确的设计; 引脚的长度短,小焊盘,扩大脚间距. 使用带条形分锡或筛网的喷嘴. 使用强助焊剂和正确的用量.4.15 焊角翘离焊角翘离 由于焊接后板的冷却和收缩,焊点从PCB翘离.焊角翘离的根本原因是使用的热膨胀系数不匹配. 预防措施: 避免Bi和其它熔点合金化合物. 不要使用SnPb镀层的元件. 保持低焊接温度.4.16 焊角翘起焊角翘起由于焊接后板的收缩和冷却,焊盘翘离的根本原因是使用的热膨胀系数不匹配.预防措施:避免低熔点合金化合物,优化材料的选择,保持低焊接温度.4.17 填孔不足填孔不足 焊锡没有延金属过孔向上流到板的上表面,没有形成完整的焊点. 预防措施: 提高焊接温度,增强助焊剂活性(检查预热设定)4.18 锡网锡网 焊锡氧化并且粘在阻焊层上形成网或条状.在喷嘴几乎接触到板的边缘部位容易被污染,该区域的助焊剂活性也降低. 预防措施: 喷嘴外围需要额外的助焊