无铅焊接缺陷的分类及成因

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1、无铅焊接缺陷的分类及成因

2、第1...吹气孔铜溶出焊盘的铜溶解于焊料中。如果铜层太薄，非常长的接触时间会使铜完全溶解。二次回流如果波峰焊接过程中温度超出焊锡膏的熔点SMD元件会被再次熔化。焊锡可能会被吸走使得元件引脚脱离焊盘，有时引脚和焊盘之间会保留少许连接并能通过电流，要发现这种缺陷就更加困难。在易发生的元件上放置散热器可以防止二次回流。焊料上吸(灯芯效应)焊锡从焊接处向上流走，造成焊点焊锡不足。图2焊料上吸。焊锡在弯脚处而没有接触元件体是可以接受的。元件损坏有些元件（如MELF）在锡波的熔锡中停留过久就可能碎裂。

3、另外一种情况，元件的点胶承受不住高温而掉入焊锡中。图3因为过热造成的损坏的MELF。焊锡污染有些金属会溶解于无铅焊料中。焊料的温度流速和合金成份确定了这种溶解的速度。因而要求持续监测焊料成分。铅，铋，铜及其他金属对焊料的污染会影响固化过程，锡铅铋合金会在焊料间形成低熔点部分，在加上作用于焊点的机械应力，就会造成焊接裂缝。如果锡槽的构成材料没有没有足够的防护层，材料（不锈钢）中的铁会溶解于焊锡中形成FeSn2晶体。这种晶体的熔点高达510℃，因而会保留在焊锡中。由于在锡槽角落的锡流较慢，晶体通常集中在在角落处。但是如

4、果晶体与焊锡一起被泵出，晶体可能会留在焊点处引起桥接。回流焊接相关的缺陷无铅焊接使回流工艺窗变小。为了使焊锡完全熔化并且不损坏别的部件，一个关键的指标是达到并保持最小的DT（在组件上最冷和最热点的温度差）。事实上很多回流焊接的缺陷都和印刷及焊锡膏特性有关。无铅焊接中的缺陷和曾经发生于SnPb工艺中的相似。元件一端立起这种命名形象的现象发生在片状元件翻起并立于焊接端。一些研究表明无铅焊锡膏可以降低元件一端立起的发生几率，那是因为无铅焊锡的润湿程度小而作用在元件上的力（如表面张力）也同样明显减小。锡珠这是一种位于元件侧

5、面的焊锡球。锡珠常见的原因有：焊盘上锡膏过多，锡膏印刷不准确，溶剂形成的气体在回流预热时从锡膏中排出。...图4FeSn2针状结晶体在组件上造成短路。锡桥造成的原因有：丝网印刷不准确，印锡形状模糊，锡膏塌落，锡膏过量或者是元件贴片不准确。对BGA元件使用混合材料图5用SnAgCu焊锡膏焊接SnPbBGA。当焊锡膏和BGA焊锡球材料不匹配时可能会出现问题。如果使用无铅焊锡膏于BGA锡铅焊锡球，锡球在183℃时熔化，而此时焊锡膏的气体仍在排出。由于锡球已经熔塌在焊锡膏上，气体只能排入SnPb中形成大的空洞。如果使用Sn

6、Pb焊锡膏于无铅的BGA焊锡球，必须确保锡球完全熔化以达到充分的自我对准。建议很多缺陷和线路板材料质量相关，板的可焊性依赖于好的存储条件，受控的物流，合格的供应商。对波峰焊接，焊锡温度尽可能设低，防止元件过热，材料损坏，尤其是焊锡膏再熔化（二次回流）。低的焊锡温度能减低熔化的锡对锡槽及叶轮的侵蚀作用，而且限制FeSn2晶体的生成。在波峰焊接和回流焊中，很多缺陷源于助焊剂活性不够。好的助焊剂能够经受住高温，防止桥接等。很多的实验设计也证明了助焊剂的重要性。优秀的制成工艺控制可以降低缺陷水平。使用SPC和Pareto技

7、术检测制成工艺的稳健性，完善组件设计更是关键。回流焊接中充分的制成工艺控制既可以防止过热又能降低缺陷发生率。简介GerjanDiepstraten是VirtonicsSoltek公司高级研究工程师。