焊膏知识与技术
焊膏知识与技术
回流焊是SMT装配工艺的主要连连方法, 而焊锡膏是回流焊上最重要的原材料之一。这种焊接可把所需要的焊接性极好地结合在一起,这些些特性包括易于加工,对各种SMT设计有广泛的兼容性,具有高的焊接可靠性以及成本低等;然而,在回流焊接被用作为生要的SMT元件级和板缀互连连的时候,它也受到要求进一步改进焊接性的挑战,事实上,回流焊技术能否经受住这一挑战将决定焊膏能否继续作为首要的SMT焊接材料,尤其是在超细微间距技术不断取得进展的情况下.下面我们将探讨影响改进回流焊接性能的几个问题,为激发工业界研究出解决这一课的新方法,我们分别对每个问题简要介绍如下:
底版元件的固定
多层回流焊接已采用多年,在此,先对第一面进行印刷布布线,安装元件和软熔,然后翻过来对电路板的另一面进行加工处理,为了更节省起见,某些工艺省去了对第一面的软迷,而是同时软熔顶面和底面,典型的例子是电路板底面上仅有小的元件,如芯片电容器和芯片电阻器,出于印刷电路板(PCB)的设计越来越复杂,装在底面的元件也越来越大,结果软熔时元件脱落成为一个重要的问题.显然,元件脱落现象是由于软熔时熔化了的焊料对元件垂直固定力不足,而垂直固定力不足可归因于元件重量增加,元件的可焊性差,焊剂的润湿性或焊料量不足等,其中,每一个因素是最根本的原因.如果在对后面的三个因素加以改进后仍有元件脱落现象艳情在,就必须使用SMT粘结剂.显然,使用粘结剂将会使软熔时元件自对准的效果变差.
虚焊!假焊!
虚焊是在相邻的引线之间形成焊桥.通常,所有能引起焊膏脱落塌落的因素都会导致虚焊,这些因素包括: 1,加热速度太快; 2,焊膏的触变性能太差或是焊膏的粘度在剪切后恢复太慢; 3,金属负荷或固体含量太低; 4,粉料粒度颁太广;职工 5,焊剂表面张力太小.但是,塌落并非必然引起未焊满,在软熔时,熔化了的未焊满焊料在表面张力的推动下有断开的可能,焊料流失现象将使未焊满问题变得更加严重.在此情况下,由于焊料流失而聚集在某一区域的过量的焊料将会使熔融焊料变得过多而不易断开.
除了引起焊膏塌落的因素外,下面的因素也引起不满焊的常见原因:
1,相对焊点之间的空间而言,焊膏熔敷太多;
2,加热温度过高;
3,焊膏受热速度比电路板更快;
4,焊剂润湿速度太快;
5,焊剂蒸气压太大;
6,焊剂的溶剂成分太高;
7,焊剂树脂软化点太低.
继续润湿
焊料膜的断续润湿是指出现在光滑的表面上,这是由于焊料表面能粘在大多数的固体金属表面上,,并且在融化了的焊料覆盖层下隐藏着某些未被润湿的点,因此,在最初用熔化的焊料来覆盖表面时,会有继续润湿的现象出现.亚稳态的熔融焊料覆盖层在最小表面能驱动力的作用下会发生收缩,不一会儿之后就聚集成分离的小球和脊状秃起物.继续润湿也能由部件于熔化的焊料相接触时放出的气体而引起.由于有机物的热分解或无机物的水合作用而释放的水份都会产生气体.水蒸气是这些有关气体的最常见的成份,在焊接温度下,水蒸气具有极强的氧化作用,能够氧化熔融焊料膜的表面或某些表面下的界面(典型的例子是在熔焊料交界上的金属氧化物表面).常见的情况是较高的焊接温度和较长的停留时间会导致更为严重的断续润湿现象,尤其是在基体金属之中,反应速度的增加会导致更加猛烈的气体释放.与此同时,较长的停留时间也会延长气体释放的时间.以上两种方法都会增加释放气体量,消除继续润湿现象的方法是: 1,降低焊接温度; 2,缩短软熔的停留时间; 3,采用流动的惰性气氛; 4,降低污染程度.
低残留物
对不用清理的软熔工艺而言,为了获得装饰上或功能上的效果,常常要求低残留物,对功能要求方面的例子包括”通过在电路中测试的焊剂残留物来探查测试堆焊层以及在插入接头与软熔焊点附近的通孔之间衽电接触”,较多的焊剂残渣常会导致在要实行电接触的金属层上有过多的残留物覆盖,这会妨碍电连接的建立,在电路密度日益增加的情况下,这个问题越发受到人们的关注.
显然,不用清理的低残留物焊膏是满足这个要求的一个理想的解决方法然而,与此相关的软熔必要条件却使这个问题变得更加复杂了.为了预测在不同级别的惰性软熔中低残留物焊膏的焊接性能,提出一个半经验的模型,这个模型预示,随着氧含量的降低,焊接性能会迅速地改进,然后逐渐趋于平稳,实验结果表明,,随着氧浓度的降低,焊接强度和焊膏的润湿能力会有所增加,此年,焊接强度也随着焊剂中固体含量的增加而增加.实验数据所提出的模型是可比较的,并强有力地方证明了模型是有效的,能够用以预测焊膏与材料的焊接性能,因此,可以断言,为了在焊接工艺中成功地采用不用清理的低残留物焊料,应当使用惰性的软熔气氛.
间隙
间隙是指在元件引线与电路板焊点之间没有形成焊点.一般来说,这可归于以下四方面的原因: 1,焊料熔敷不足; 2,引线共面性差;青团 3,润湿不够; 4,焊料耗损 这是由预镀锡的印刷电路板上焊膏塌落,引线的芯吸作用(2,3,4)或焊点附近的通孔引起的,引线共面性问题是新的重量较轻的12密耳(um)间距的四芯线扁平集中电路（QFPQuad flat packs）的一个特别令人关注的问题，为了解决这个问题，提出了在装配之前用焊料来预涂覆焊点的方法（9），此方法是扩大局部焊点的尺寸并沿着鼓起的焊料预覆盖区形成一个可控制的局部焊接区，并由此来抵偿引线共面的变化和防止间隙，引线的芯吸作用可以通过减慢加热速度以及让底面比顶面受热更多来加以解决，此外，使用润湿速度较慢的焊剂，较高的活化温度能延缓熔化的锡膏（如混有锡粉和铅粉的焊膏）也能最大限度地减少芯吸作用，在用锡铅覆盖层光整电路板之前，用焊料掩膜来覆盖连接路径也能防止由附近的通孔引起的芯吸作用。
焊料成球
焊料成球是最常见也是最棘手的问题这指软熔工序中焊料在离主焊料熔池不远的地方凝固成大小不等的球粒；大多数情况下，这些球粒是由焊膏中的焊料粉组成的，焊料成球使电路板会有电路短路，漏电和焊接点上焊料不足等问题发生。随着细微间距技术和不用清理的焊接方法的进展，人们越来越迫切地要求使用无焊料成球现象的SMT工艺。
引起焊料成球（1，2，4，20）的原因包括： 1，由于电路印制工艺不当而造成的油渍；菜花 2，焊膏过多地暴露在具有氧化作用的环境中； 3，焊膏过多地暴露在潮湿环境中； 4，不适当的加热方法； 5，加热速度太快； 6，预热断面太长； 7，焊料掩膜和焊膏间的相互作用； 8，焊剂活性不够； 9，焊粉氧化物或污染物过多； 10，尘粒太多； 11，在特定的软熔处理中，焊剂里混入了不适当的挥发物； 12，由于焊膏配方不当而引起的焊料塌落； 13，焊膏使用前没有充分恢复至室温就打开包装使用； 14，印刷厚度过厚导致“塌落”形成锡球； 15，焊谈吐中金属含量偏低。
焊料结珠
焊料结珠是在使用焊膏和SMT工艺时焊料成球的一个特殊现象，简单地说，焊珠是指那些非常大的焊球，其上粘带有（或没有）细小的焊料球（11）。它们形成在具有极低的托脚元件如芯片电容器的周围。焊料结珠是由焊剂排气而引起，在预热阶段这种排气作用超过焊膏的内聚力，排气促进了焊膏在低间隙元件下形成孤立的团粒，在软熔时，熔化了的孤立焊膏再次从元件下冒出来，并聚结起。
焊接结珠的原因包括： 1，印刷电路的厚度太高； 2，焊点和元件重叠太多； 3，在元件下涂了过多锡膏； 4，安置元件的压力太大； 5，预热时温度上升速度太快； 6，预热温度太高； 7，在湿气从元件和阻焊料中释放出来； 8，焊剂的活性太高； 9，所用的究料太细； 10，金属负荷太低； 11，焊膏塌落太多； 12，焊粉氧化物太多； 13，溶剂蒸气压不足，消除焊料的最简易的方法也许是改变模版孔隙形状，以使在低托脚元件和焊点之间夹有较少的焊膏。
焊接角焊接起
焊接角缝抬起指在波峰焊接后引线和焊接角焊缝从具有细微电路间距的四芯线组扁平集成电路（QFP）的焊点上完全抬起来，特别是在元件棱角附近的地方，一个可能的原因是在波峰焊前抽样检测时加在引线上的机械应力，或者是在处理电路板时扫受到的机械损坏（12）。在波峰焊前抽样检测时，用一个镊子划过QFP元件的引线，以确定是否所有的引线在软熔烘烤时都焊上了；其结果是产生了没有对准的焊趾，这可在从上向下观察看到，如果板的下面加热在焊接区/角焊缝的间界面上引起了部分二次软熔，那么，从电路板抬起引线和角焊缝能够减轻内在的应力，防止这个问题的一个办法是在波峰焊之后（而不是在波峰焊之前）进行抽样检查。
竖碑
竖碑是指无引线元件（如片式电容器或电阻）的一端离开了衬底，甚至整个元件都支在它的一端上。
竖碑也称为Manhattan效应，Drawbridging效应或Stonehenge效应，安是由软熔元件两端不均匀润滑而引起的；因此，熔融焊料的不够均衡的表面张力拉力就施加在元件的两端上，随着SMT小型化的进展，电子元件对这个问题也变得越来越敏感。
此种状况形成的原因： 1，加热不均匀； 2，元件问题：外形差异，重量太轻，可焊性差异；3，基板材料导热性差，基板的厚度均匀性差； 4，焊盘的热容量差异较大，焊盘的可焊性差异较大； 5，锡膏中肋焊剂的均匀性关差，两个焊盘上的锡膏的锡膏厚度差异较大，锡膏太厚，印刷精度差，错位严重； 6，预热温度太低； 7，贴装精度差，元件偏移严重。
Ball Grid Array(BGA)成球不良
BGA成球常最到诸如未焊满，焊球不对准，焊球漏失, 以及焊料不足等缺陷，这通常是由于软熔时对球体的固定力不足或自定力不足而引起的。固定力不足可能是低粘稠，高阻挡厚度或高放气速度造成的；而自定力不足一般由焊剂量活性较差弱或焊料量过低而引起。
BGA成球作用可通过单独使用焊膏或者将焊料球与焊膏以及焊料球与焊剂一起使用来实现；正确的可行方法是将整体预成形与焊剂或焊膏一起起使用。最通用的方法看来是将焊料球与焊膏一起使用，利用锡62或63球焊的成球工艺产生了极好的效果。在使用焊剂来进行锡62或锡63球焊的情况下，缺陷率随着焊剂粘度，溶剂的挥发性和间距尺寸的下降而增加，同时也随着焊剂的熔敷厚度，焊剂的活性以及焊点直径的增加而增加，在用焊膏来进行高温熔化的球焊系统中，没有观察到有焊球漏失现象出现，并且其对准确度随焊膏熔敷厚度与熔剂挥发性，焊剂的活性，焊点的尺寸与可焊性以及金属负载的增加而增加，在使用锡63焊膏时，焊膏的粘度，间距与软熔截面对高熔化温度下的成球几秋没的影响。在要求采用常规的印刷释放工艺的情况下，易于释放的焊膏对焊膏的单独成球是至关重要的。整体预成形的成球工艺也是很有发展前途的。减少焊料链接的厚度与宽度对提高成球的成功率也是相当重要的。
形成假焊
形成孔隙通常是一个与焊接接头的相关的问题。尤其是应用SMT技术来软熔焊膏的时候，在采用无引线陶瓷芯片的情况下，绝大部分的大孔隙（）0。0005英寸/0。01毫米）是处于LCCC焊点和印刷电路板焊点之间，与此同时，在LCCC城堡状物附近的角缝中，仅有很少量的小孔隙，孔隙的存在会影响焊接接头的机械性能,并会损害接头的强度,延展性和疲劳寿命,这也是引起损坏的原因.此外,焊料在凝固时会发生收缩,焊接电镀通孔时的分层排气以及夹带焊剂等也是造成孔隙的原因.
在焊接过程中,形成孔隙的械制是比较复杂的,一般而言,孔隙是由软熔时夹层状结构中的焊料中夹带的焊剂排气而造成的(2,13)孔隙的形成主要由金属化区的可焊性决定,并随着焊剂活性的降低,粉末的金属负荷的增加以及引线接头下的覆盖区的增加而变化,减少焊料颗粒的尺寸仅能稍许增加孔隙.此外,孔隙的形成也与焊料粉的聚结和消除固定金属氧化物之间的时间分配有关.焊膏聚结越旱,形成的孔隙也越多.通常,大孔隙的比例随总孔隙量的增加而增加,与总孔隙量的分析结果所示的情况相比,那些有启发性的形成因素将会对焊接接头的可靠性产生更大的影响,控制孔隙形成的方法包括:
1,改进元件/衫底的可焊性;
2,采用具有较高肋焊活性的焊剂;
3,减少焊料粉状氧化物;
4,采用惰性加热氛;
5,减缓软熔前的预热过程.
与上述情况相比,在BGA装配中孔隙的形成遵照一个略有不同的模式.
一般来说,在采用肯有较高焊料块的BGA装配中孔隙主要上在板级装配阶段生成的,在预镀锡的印刷电路板上,BGA接头的孔隙量随溶剂的挥发性,金属万分和软熔温度的升高而增加,同时也随粉粒尺寸的减少而增加；这可由决定焊剂排出速度的粘度来加以解释，按照这个模型，在软熔温度下有较高粘度的肋焊剂介质会妨碍焊剂从熔融焊料中排出，因此，增加夹带焊剂的数量会增大放气的可能性，从而导致在BGA装配中有较大的孔隙度，在不考虑固定的金属化区的可焊性的情况下，焊剂的活性和软熔气氛对孔隙生成的影响似乎可以忽略不计，大孔隙的比例会随着总孔隙量的增加而增加，这就表明，与总孔隙量分析结果所示的情况相比，在BGA中引起孔隙生成的因素对焊接接头的可靠性有更大的影响，这一点与在SMT工艺中孔隙生成的情况相似。
楷述
焊膏的回流焊接是SMT装配工艺中的主要的板级互连方法，影响回流焊的主要问题包括：底面元件的固定，未焊满，断续润湿，低残留物，间隙，焊料成球，焊料结珠，焊接角焊缝抬起，TombstoningBGA成球不良，形成孔隙等，问题还不仅于此，在本文中未提及的问题还有浸析作用，金属间化物，不润湿，歪扭，无铅焊接等，只有解决了这些问题，回流焊接作为一个重要的SMT装配方法，才能在超细微间距的时代继续成功地保留下去.
焊锡珠产生的原因及对策
焊锡珠现象是表面贴(SMT)过程中的主要缺陷,主要发生在片式阻容元件(CHIP)的周围,由诸多的原因引起.下面通过对可能产生焊锡珠的各种原因的分析,提出相应的解决方法.
原因可能为以下几点:
焊锡珠现象是表面贴装过程中的主要缺陷之一,它的产生是一个复杂的过程,也是最烦人的问题,要完全消除它,是非常困难的.
焊锡珠的直径大致在
一般来说,焊锡珠的产生原因是多方面的,综合的,焊膏的印刷厚度,焊膏的组成及氧化度,模板的制作用开口,焊膏是否吸了水分,元件贴装压力,元器件及焊盘的可焊性,回流焊温度的设置,外界环境的影响都可能是焊锡珠产生的原因.
下面,我们就从各方面来分焊锡珠产生的原因及解决的方法.
1, 焊膏的选用直接影响到焊接质量. 焊膏中金属的含量,焊膏的氧化度,焊膏中含金焊料粉的粒度及焊膏印刷到印制板上的厚度都能影响焊珠的产生.
A, 焊膏的金属含量. 焊膏中金属含量其质量比约为88%~92%,体积比约为50%,当金属含量增加时,焊膏的黏度增加,就有可能抵抗预热过程中汽化产生的力,另外,金属含量的增加,使金属粉末排列紧密,使其在熔化时更容结合而不被吹散.此外,金属含量的增加也可能减少焊膏印刷后的”塌落”,因此,不易产生焊锡珠.
B, 焊膏的金属氧化度.在焊膏中,金属氧化度越高在焊接时金属粉末结合阻力越大,焊膏与焊盘及元件之间就越不浸润,从而导致可焊性降低.实验表明:焊锡珠的发生率与金属粉末的氧化度成正比.一般的,焊膏中的焊料氧化度应控制在0.05%以下,最大极限为0.15%.
C, 焊膏中金属粉末的粒度.焊膏中粉末的粒度越小,焊膏的表面积就越大,从而导致较细粉末的氧化度较高,因而焊锡珠现象加剧.我们的实验表明:选用较细颗粒度的焊膏时,更容易产生焊锡珠.
D, 焊膏在印制板上的印刷厚度.焊膏印刷后的厚度是漏板印刷的一个重要参数,通常在
E，焊膏中助焊剂的量及焊剂的活性。焊剂量太多，会造成焊膏的局部塌落，从而使焊锡珠容易产生，另外，助焊剂的活性小时，助焊剂的去氧能力弱，从而也容易产生锡珠。免清洗焊膏的活性较松香型和水溶型焊膏要低，困此就更可能产生焊锡珠。
F，此外，焊膏在使用时，一般冷藏在冰箱中，取出来以后应该使其恢复到室温后打开使用，否则，焊膏容易吸收水分，在回流焊锡飞溅而产生焊锡珠。
2， 模板的制作及开口。我们一般根椐印制板上的焊盘来制作模板，所以模板的开口就是焊盘的大小。在印刷焊膏时，容易把焊膏印刷到阻焊屋上，从而在回流焊时产生焊锡珠。因此，我们可以这样来制作模板，把模板的开口比焊盘的实际尺寸减小10%，另外，可以更改开口的外形来达到理想的效果。模板的厚度决定锡膏的印刷厚度，所以适当地减小模板的厚度也可以明显改善焊锡珠现象。我们曾经进行过这样的实验：起先使用
零件贴装压力及元器件的可焊性：如果在贴装时压力太高，焊膏就容易掠压到元件下面的阻焊层上，在回流焊时焊锡熔化跑到元件的周围形成焊锡珠。解决方法可以减少贴装时的压力，并采用上面推荐使用的模板开口形式避免焊膏被挤压到焊盘外边去。另外，元件和焊盘焊性也有直接影响，如果元件和焊盘的氧化度严重，也会造成焊锡珠的产生。经过热风整平的焊盘在焊膏印刷后，改变了焊锡与焊剂的比例，使焊剂的比例降低，焊盘越小，比例失调越严重，这也是产生焊锡珠的一个原因。
回流焊温度的设置：焊锡珠是在印制板通过回流焊时产生的，回流焊可分为四个阶段：预热，保温，再流，冷却。在预热阶段使焊这和元件及焊盘的温度上升到120到150摄氏度之间，减少元件再流时的热冲击，在这一阶段，温度上升不能太快，一般应小于105度/s，过快容易造成焊锡飞溅，形成焊锡珠。所以应该调整再流焊的温度曲线，采取较适中的预热速度来控制焊锡珠的产生。
外界因素的影响：一般焊膏印刷时的最佳温度为25+3摄氏度，湿度为相对湿度的60%温度过高，焊膏容易吸收水分，容易发生飞溅，这都是引起焊锡珠的原因。另外，印制板暴露在空气中较长的时间会吸收水分，并发生焊盘氧化，可焊性变差，可以在干燥箱中烘烤去除水分。
由上可见，焊锡珠的产生是一个复杂的过程，我们在调整对数时应综合考虑，在生产中摸索经验，达到对焊锡珠的最佳控制。
贴片焊接不良的原因和对策
吃锡不良
其现象为线路的表面有部分未沾到锡，原因为：
1, 表面附有油脂，杂质等，可以溶洗干净。
2, 基板制造过程时打磨粒子遗留在线路表面，此为印刷电路板制造厂家的问题。
3, 硅油，一般脱模剂及润滑油中含有此种油类，很不容易清洗干净，所以在电子零件的制作过程中，应尽量避免化学品含有硅油者。焊锡炉中所用的氧化防止油也须留意是不是此类油。
4, 由于贮存时间长，环境或制程不当，基板或零件的锡面氧化及铜面晦暗情形严重。换用助焊剂通常无法解决此问题，重焊一次将有助于吃锡效果。
5, 助焊剂使用条件调整不当，如发泡所需的空气压力高度等。比重亦是很重要的因素之一，因为线路表面助焊剂分布数量的多寡受比重影响。检查比重亦可排除因卷标贴错，贮存条件不良等原因而导致误用不当助焊剂的可能性。
6, 焊锡时间或温度不够。一般焊锡的操作温度较其熔点温度高55~88摄氏度。
7, 不适合之零件端子材料，检查零件，使得端子清洁，浸沾良好。
8, 预热温度不够，可调整预热温度，使基板零件侧表面温度达到要求之温度约90到110摄氏度。
9, 焊锡中杂技成份太多，不符合要求。可按时测量焊锡中杂技，若不合规定超过标准，则更换合于标准之焊锡。
退锡
多发生于镀锡铅锡板，与吃锡不良的情形相似；但在欲焊接的锡路表面民锡波脱离时，大部分已经沾在其上的焊锡又被拉回到锡炉中，所以情况较吃锡不良严重，重焊一次不一定改善。原因是基板制造工厂在渡锡铅前未将表面清洗干净此时可将不良之基板送回工厂重新处理。
冷焊或焊点不光滑
此情况可被列为焊点不均匀的一种，发生于基板脱离波正在凝固时，零件受外力影响移动而形成的焊点。
保持基板在焊锡过后的传送动作平稳，例如加强零件的固定，注意零件线脚方向等；总之，待焊过的基板得到足够的冷却再移动，可避免此一问题的发生。解决的办法为再过一次锡波。
至于冷焊，锡温太高或太低都有可能造成此情形。
焊点裂痕
造成的原因为基板,贯穿孔及焊点中零件脚等热膨胀收缩系数方面配合不当,可以说实际上不算是焊锡的问题,而是牵涉到线路及零件设计时,材料及尺寸在热方面的配合，另外，基板装配品的碰撞，得叠也是主要原因之一，因此，基板装配品皆不可碰撞，得叠，堆积。又，用切断的机剪线脚更是主要杀手之，对策采用自动插件机或事先剪脚或采购不必再剪脚的尺寸的零件。
锡量过多
过大的焊点对电流的流通并无帮助，但对焊点的强度则有不影响，形成的原因是：
1, 度不当，改变角度（10~70），可以使溶锡脱离线路滴下时有较大的拉力，而得到较薄的焊点。
2, 度过低或焊锡时间太短，使溶锡表面线路上未完全滴下已冷凝。
3, 度不够，使助焊剂未完全发挥清洁表面的作用。
4, 焊剂的比重，亦将有助于免大焊点的发生；然而，亦须留意比重太高，焊锡过后基板上助焊剂残留余物便愈多。
锡尖
在线路上零件脚步端形成，是另一种形状的焊锡过多。
再次焊锡可将此尖消除。有时此情形亦与吃锡不良及不吃锡同时发生，原因如下：
1, 基板的可焊性差，此项推断可以从线路接点边缘吃锡不良及不吃锡来确认。在此情形下，再次通过焊锡炉并不能解决问题，因为如前所述，线路表面的情况不佳，如此处理方法将无效。
2, 基板上未插件的大孔。焊锡进入孔中，冷凝时孔中的焊锡因数量太多，被重力拉下而成冰柱。
3, 在手焊锡方面，烙铁头温度不够是主要原因，或虽然温度够，但烙铁头上的焊锡太多，也会有影响。
4, 金属不纯物含量高，需加纯锡或更换焊锡。
焊锡沾附于基板材上
1, 若有助焊剂配方不兼容的化学用品残留在基板上，将会造成如此情况。在焊接时，这此材料因高温变软发粘，而沾住一些焊膏。用强的溶剂如酮等清洗基板上的此类化学品，将有助于发送情况。如果仍然发生焊剂附于基板上，则可能是基板在烘烤过程时处理不当。
2, 基板制造工厂在积层板烘干过程处理不当，在基板装配之前先放入箱中以80到100摄氏度烘烤2到3 个小时，或可改善此问题。
3, 焊锡中的杂技用氧化物与基板接触亦造成此现象，此为设备维护问题。
白色残留物
焊锡清洗过后，有时会发现基板上有白色残留物，虽然并不影响表面电阻值，但因外观的因素而仍不能被接受。造成的原因为：
1, 基板本身已经有残留物，吸收了助焊剂，再经焊锡及清洗就形成白色残留物,在焊接前保持基板
无残留物是很重要的.
2,, 积层板的烘干不当,偶尔会发现某一批基板,总是有魄残留物问题,而使用下一批基板时,问题又自动消失.因为此种原因而造成的白色残留物一般可以用溶剂清洗干净.
3, 铜面氧化防止剂之配方不兼容.在铜面板上一定要有铜面氧化防止剂,此为基板制造工厂涂抹.以往铜面氧化防止都是松香为主要原料,但在焊锡过程却有使用水溶性助焊剂者.因此在装配线上清洗后的基板就呈现出魄的松香残留物.若在清洗过程加一卤化剂便可以以此问题.目前亦已有水溶剂铜面氧化防剂.
4, 基板制造时各项制程控制不当,使基板变质.
5, 使用过旧的助焊课目,吸收了空气中水份,而在焊锡过程后形成白色残留的水渍.
6, 基板在使用松香助焊剂时,焊锡过后时间停留太及才清洗,以臻不易清洗,尽量缩短焊锡与清洗之间的延迟时间,将可发送此现象.
7, 清洗基板的溶剂中水分含量过多,吸收了溶剂中的IPA成份局部积存,降低清洗能力.解决方法为适当的去除溶剂中水分,如使用水分离器或置吸收水份的材料于分离器中等.
深色残留物扩侵蚀痕迹
在基板的线路及焊点表面,双层板的上下两面都有可能发生此情形,通常是因为助焊剂的使用及清洗不当.
1, 在使用松香助焊剂时,焊锡后未在短时间内清洗.时间拖延过长清洗,造成基板上残留痕迹.
2, 酸性助焊剂的残留亦将造成焊点发暗及有腐蚀痕迹.解决方法为在焊锡后立即清洗,或在清洗过程中加入中和剂.
3, 因焊锡温度过高而致焦黑的助焊剂残留物,解决方法为查出助焊剂制造厂所建议的焊锡温度.使用可容许较高温度的助焊剂可免除此情况的发生.
4, 焊锡杂质含量不符合要求,需加纯锡或更换焊锡.
针孔或气孔
外表上,针孔及气孔的不同在针孔的直径较小,现于表面,可看到底部.针孔及气孔都代表着焊点中有气泡,只是尚未扩大至表层,大部分都发生在基板底部,当底部的气泡完全扩散爆开前已经冷凝时,即形成了针孔或气孔.形成的原因如下:
1, 在基板或零件的线脚上沾有机污染物.此类污染材料来自自动插件机,零件成型机及贮存不良等因素.用普通溶剂即可轻易的去除此污染物,但遇到硅油及类似含有硅的产品则较困难.如发现问题的造成是因为硅油,则须考虑改变润滑或脱模剂的来源.
2, 基板含有电镀溶液和类似材料所产生水气,如果基板使用较廉价的材料,则有可能吸入此水气,焊锡时产生足够的热将溶液气化因面造成气孔.装配前将基板在烤箱中烘烤,可以改善此类问题.
3, 基板储存太多或馐不当,吸收附近环境的水气,故装配前需先烘烤.
4, 助焊剂槽中含有水份,需定期更换助焊剂.
5, 及空气刀用压缩空气中含有过多的水份,需加装滤水器,并定期排气.
6, 预热温度过低,无法蒸发水气或溶剂,基板则一旦进入锡炉,瞬间与高温接触,而产生爆裂,故需调高预热温度.
7, 锡温过高,遇有水份或溶剂,立刻爆裂,故需调低锡炉温度.
短路
1, 焊垫设计不当,可由圆形焊垫改为椭圆形,加大点与点之间的距离.
2, 零件方向设计不当,如SOIC的脚如果与锡波平行,便于短路,修改零件方向使其与锡波垂直.
3, 自动插件弯脚所致,由于IPC规定线脚的长度在
4, 基板孔太大,锡由孔穿透至基板的侧面而造成短路,故需缩小孔径至不影响零件装插的程度.
5, 自动插件时,余留的零件脚太长,需限制在
6, 锡炉温度太低,锡无法迅速滴回,需调高锡炉温度.
7, 输送带速度太慢,,锡无法快速滴回,需调快输送带速度.
8, 板面的可焊性不佳,将板面清洁之.
9, 基板中的玻璃材料溢出,在焊接前检查板面是否有玻璃物突出.
10, 阻焊膜失效,检查适当的阻焊膜形式和使用方式.
11, 板面污染,将板面清洁之.
暗色及粒状的接点
1, 多肇因于焊锡被污染及溶锡中混入的氧化物过多,形成焊点结构太脆.须注意勿民使用含锡成份低的焊锡造成的暗色混淆.
2, 焊锡本身成份发生变化,杂技含量过多,需加纯锡或更换焊锡.
斑痕
玻璃起纤维积层物理变化,如层与层之间发生分离现象.但这种情形并非焊点不良.原因是基板受热过,高需降低预热及焊锡温度或增加基板行进速度.
焊点呈金黄色
焊锡温度过高,需调低锡炉温度
焊接粗糙
1, 不当的时间----温度关系,可在输送带速度上改正焊接预热温度以建立适当的关系
2, 焊锡成份不正确,检查焊锡之成份,以决定焊锡之型式和对某合金的适当焊接温度.
3, 焊锡冷却前因机械上震动而造成,检查输送带,确保基板在焊接时与凝固时,不致碰撞或摇动.
4, 焊锡被污染.检查引起污染之不纯物型式及决定适当方法减少或消除锡槽之污染焊锡(稀释或更换焊锡)
焊接成块与焊接物突出
1, 输送带速度太快,调慢输送带速度.
2, 焊接温度太低,调高锡炉温度.
3, 二次焊接波形偏低,重新调整二次焊接波形.
4, 波形不当或波形和板面角度不当及出端波形不当.可重新调整波形及输送带角度.
5, 板面污染及可焊性不佳,须将板面清洁之改善其可焊性.
基板零件面过多的焊锡
1, 锡炉太高或液面太高,,以致溢过基板,高低锡波或锡炉.
2, 基板夹肯不适当,致锡面超过基板表面,重新设计或修改基板夹具.
3, 导线径与基板焊孔不合.重新设计基板焊孔这尺寸,必要时更换零件.
基板变形
1, 夹具不适当,致使基板变形,重新设置夹具.
2, 热温度太高,降低预热温度.
3, 锡温太高,降低锡温.
4, 输送带速度太慢,致使基板表面温度太高,增加输送带速度.
5, 基板各零件排列之后重量分布不平均,乃设计不当,重新设计板面,消除热气集中于某一区域,以及重量集中于某一区域,以及重量集中于中心.
6, 基板储存时或制程中发生堆积叠压而造成变形.
结论
以上各项焊锡不良问题,除斑点及白色残留物外,都将影响电气特性或功能,甚至使整个线路故障.尽早在生产过程中查出原因并行当地处置,以减少及避免昂贵的修理工作,经由适当的基板设计及良好的制程管制.定可减少许多发生的缺点进而达到零点的目标.
使用高品质焊锡,选择适合应用的助焊剂,留意并改善零件的可能性,焊锡过程中各项变量控制适当,定可保证达到高品质的焊锡效果.
关于焊锡膏的生产方面
一个成熟的锡膏配方要具备哪些东西?
答:一个成熟的配方,这个含义可能比较难定,一般指此配方生产的焊锡膏已在市场成熟销售为基准,但工艺中,国为环境,板材,机种,机器,人为,参数设定等因素的影响,就是国际品牌的焊锡膏在不同的厂商效果也有差异.
如果单纯从理论意义上来讲,所谓成熟的焊锡膏配方应该是在不同厂家使用一次合格率能达到80--90来,还需要有合理的配料明细,透明的料名及料号,详细的原料配比及正确的添加顺序,操作环境要求等.
在锡膏制作过程中,人为操作的因素对锡膏的质量影响是不是很重要,还是只要有配方,谁都可以做?
答:在锡膏制作过程中,人为操作的因素对锡膏的质量影响还是比较重要的,并不是只要有配方,谁都可以做握焊锡膏生产时的具体要求,并在实际生产过程中切实贯彻执行.除此之外,还应该尽量多地了解焊锡膏中所添加的每一种物料的性能及特性,一般来讲需具备化学技术员负责做好这样的工作
实验跟量产的差距在哪些方面呢?
答:实验跟量产的差距有以下几个方面:
1, 实验过程比较简便,量也较小,相对不会暴露太多的问题;
2, 在实际生产的易见的生产程序问题在实验配比时有所不同;
3, 实际生产中,因为整个过程时间会比实验时间长,对于长时间内锡粉或焊油品质的控制方法是不一样的;
4, 生产过程中,会出现批次间品质不一致的状况,这取决于原材料及生产工艺,而这些问题在实验中不会有.
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杭州辛达狼焊接科技有限公司是一家专业研发、生产和销售低、中、高温钎焊用助焊剂的科技型企业。产品主要有不锈钢无铅助焊剂，普通型不锈钢锡焊助焊剂，无铅烙铁头专用高效助焊剂，低温液体铝助焊剂，铝/铜异种材料钎焊助焊剂，铜合金用中温膏状助焊剂，中温膏状铝助焊剂和焊膏等系列产品，广泛应用于电子、电器、制冷和汽车等领域。
公司建有助焊剂研发中心，拥有2名博士和多名助焊剂专家，并与哈尔滨工业大学在助焊剂领域建立了密切的科研合作。
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