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 *第50109篇: 无铅焊接缺陷的分类及成因

  
楼 主:decho0821 2009年11月16日17:41
 无铅焊接缺陷的分类及成因
中心议题:

无铅焊接缺陷的分类 
无铅焊接缺陷的形成原因 
解决方案:

对波峰焊接,焊锡温度尽可能设低 
使用好的助焊剂 
使用SPC和Pareto技术检测制成工艺 
大部分无铅应用实施会带来除物料及物流以外少许的变化,因为多数应用中,在找到最优化的工艺设定后,无铅焊接能达到变化前一样或更好的质量。但是在变化多样的电子装配中也有例外,对某此装配有利的方面则会对另一此带来不利。不同的熔点,另外的金属间化合物,不匹配的胀率和其他物理特性等会使新老问题加剧并很快显露出。

外观问题还是缺陷?

无铅焊接中首先注意到的是外观灰白并粗糙,非常不同于很久以来锡铅(尤其Sn/Pb/Ag)焊点光滑亮泽的特点。
最近的IPC-A-610-D为质量工程师提供了定义缺陷及可接受标准。如典型的焊接问题:焊点裂纹,脱离焊盘,焊盘翘起,表面皱缩,空洞。

●已知的焊料缺陷可以根据以下主题进行分类:
☆    线路板材料和高温
☆    元器件的损坏,锡铅和无铅的混用
☆    助焊剂活性和高温
☆    无铅合金的特点
☆    焊锡污染过热及其他回流缺陷

很多潜在的焊接缺陷源于过高的焊接温度。基材之间以及基材和铜之间的分层,线路板变形是由于低质量线路板和高温效果共同造成的典型缺陷。

在对BGA芯片进行回流焊时,控制冷却速度非常管理重要。冷却太快会形成好的焊点结构,但会加剧BGA载板和材料的变形。为了减少BGA和线路板材料的变形,最好是使用可控制的慢速冷却。

高温所带来的另一方面的影响是会形成吹气孔。PCB板在焊接过程中会散发气体,这些气体源于吸收的水分,电镀层包含的有机物,或者是亚板中包含的有机物等等。

线路板无铅镀层的使用也产生了许多问题。这些问题包括黑盘现象,多孔金层,有机焊料保护层(OSP)或化学银保护层的氧化,以及化学银镀层缺乏光泽。

元件问题

与元件相关的缺陷分为两种:一、与元件镀层相关的缺陷。首要是锡须问题,另外有铅污染以及含铋镀层会导致焊接中低熔点部分而产生缩孔,波峰焊接时的二次回流,增加焊盘脱离的风险;二、低质量原材料导致的缺陷。这包括湿气的吸收,塑料的熔化或变形,无铅焊接的高温引起基材分层。

最好使用符合RoHs的元件而不仅仅是无铅元件。符合RoHs意味着耐高温而且只有这种材料不违反正在实施的欧洲RoHs法规。

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