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表面張力是液體表面分子的聚集力,它使表面分子被吸向液體內部,并呈收縮狀(表面積最小的形狀)。液體內部的每個分子都處在其它分子的包圍之中,被平均的吸引力所吸引,呈平衡狀態。但是,液體表面的分子則不然,其上部有一個異質層,該層的分子密度小,平均承受垂直于液面、方向指向液體內部的引力。其結果,出現了在液體表面形成一層薄膜的現象,表面面積收縮到最小,呈球狀。這是因為體積相同、表面積最小的形狀是球型。這種自行收縮的力是表面自由能,這種現象叫做表面張力現象,這個能叫做表面張力或表面能。當表面能遭到破壞的時候,就會造成表面貼裝元件的焊接不良。
下面我們探討各種不良因素是如何破壞表面張力導致焊接不良的,并且如何防止這些不良焊接。
一、潤濕不良
潤濕不良是指焊接過程中焊料和基板焊區,經浸潤后不生成金屬間的反應,而造成漏焊或少焊故障。其原因大多是焊區表面受到污染,或沾上阻焊劑,或是被接合物表面生成金屬化合物層而引起的,例如銀的表面有硫化物,錫的表面有氧化物等都會產生潤濕不良。另外,焊料中殘留的鋁、鋅、鎘等超過0.005%時,由焊劑吸濕作用使活性程度降低,也可發生潤濕不良。波峰焊接中,如有氣體存在于基板表面,也易發生這一故障。因此除了要執行合適的焊接工藝外,對基板表面和元件表面要做好防污措施,選擇合適的焊料,并設定合理的焊接溫度與時間。
二、 橋聯
橋聯的發生原因,大多是焊料過量或焊料印刷后嚴重塌邊,或是基板焊區尺寸超差,SMD貼裝偏移等引起的,在SOP、QFP電路趨向微細化階段,橋聯會造成電氣短路,影響產品使用。
作為改正措施 :
1、 要防止焊膏印刷時塌邊不良。
2、 基板焊區的尺寸設定要符合設計要求。
3、 SMD的貼裝位置要在規定的范圍內。
4、 基板布線間隙,阻焊劑的涂敷精度,都必須符合規定要求。
5、 制訂合適的焊接工藝參數,防止焊機傳送帶的機械性振動。
三、裂紋
焊接PCB在剛脫離焊區時,由于焊料和被接合件的熱膨脹差異,在急冷或急熱作用下,因凝固應力或收縮應力的影響,會使SMD基本產生微裂,焊接后的PCB,在沖切、運輸過程中,也必須減少對SMD的沖擊應力。彎曲應力。
表面貼裝產品在設計時,就應考慮到縮小熱膨脹的差距,正確設定加熱等條件和冷卻條件。選用延展性良好的焊料。
四、焊料球
焊料球的產生多發生在焊接過程中的加熱急速而使焊料飛散所致,另外與焊料的印刷錯位,塌邊。污染等也有關系。
防止對策:
1.避免焊接加熱中的過急不良,按設定的升溫工藝進行焊接。
2.對焊料的印刷塌邊,錯位等不良品要刪除。
3.焊膏的使用要符合要求,無吸濕不良。
4.按照焊接類型實施相應的預熱工藝。
五、吊橋(曼哈頓)
吊橋不良是指元器件的一端離開焊區而向上方斜立或直立,產生的原因是加熱速度過快,加熱方向不均衡,焊膏的選擇問題,焊接前的預熱,以及焊區尺寸,SMD本身形狀,潤濕性有關。
防止對策:
1. SMD的保管要符合要求
2. 基板焊區長度的尺寸要適當制定。
3. 減少焊料熔融時對SMD端部產生的表面張力。
4. 焊料的印刷厚度尺寸要設定正確。
5. 采取合理的預熱方式,實現焊接時的均勻加熱。
防止不良焊接,首先需要工作人員在工作中確保貼裝各環節的安全、正常操作;并且對表面貼裝工藝的改進提出更高要求。