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A面再流焊+B面波峰焊复合工艺中的问题

发布时间:2014/5/26 21:21:18 访问次数:1582

   在焊点冷却凝固过程中,由于以下几个因素,可能引起焊缝起翘( Lift-off)现象。

   ①偏析现象。混装时,KSZ8851SNC焊盘或焊端镀层中微量的Pb混入Sn-Ag-Cu焊料中,微量Pb在界面容易发生Pb偏析现象,形成Sn-Ag-Pb的174℃图20-2焊缝起翘(Lifi-off)现象机理分析示意图低熔点层。

   ②锡钎焊时的凝固收缩现象。焊点冷却凝固过程中.相对于PCB基板而言,焊点的散热速度快,当焊点温度降到217℃时,由于凝固收缩现象,使焊点以引脚为中心率先凝固收缩(如焊点上向右上方的箭头所示);由于基板的热容量大,温度高,在焊盘界面处存在残留液相,基板冷却过程中向下收缩(如PCB处向下的箭头所示),而焊盘界面处存在174℃的低熔点层,冷凝收缩时使焊点从焊盘上浮起,造成焊缝起翘(Lifi-off)。基板越厚,基板内部储存的热量越多,越容易发生焊缝起翘。

   ③一般情况下,PCB在Z轴方向的CTE比X.y方向大,如FR-4板材在Z轴方向的CTE比瓜y方向大4倍,因此Z轴方向受热变形的应力大,焊点冷凝收缩时增加了焊缝起翘的力度。

   ④焊点凝固时传输系统的振动。焊点凝固过程中传输系统的振动也会加重焊缝起翘现象。

   由于无铅合金的熔点高、焊点与PCB的CTE不匹配更严重,因此容易出现偏析现象。焊点冷却凝固过程的时间越长越容易发生焊缝起翘现象,严重时甚至会造成焊盘剥离。

   防止焊缝起翘( Lift-off)现象的方法如下。

   ①尽量采用单面板。

   ②不使用Bi、In合金(低熔点更容易发生Lift-off)。

   ③无铅工艺不使用Sn-Pb镀层元件。

   ④加快冷却速度,消除偏析。

   ⑤瀑加微量元素,消除偏析。

   ⑥考虑PCB的散热设计,使基板内部的热有效释放。

   ⑦再流焊+波峰焊复合工艺中,采用SMD焊盘设计。见第5章5.5.1节6.(7)中图5-46。

         

   ⑧选择Z轴方向CTE小的PCB材料,减小基板热收缩(尤其厚度方向)。

   ⑨焊接设备的传输系统应尽量平稳,不产生振动,创造一个平稳的焊点凝固环境。


   在焊点冷却凝固过程中,由于以下几个因素,可能引起焊缝起翘( Lift-off)现象。

   ①偏析现象。混装时,KSZ8851SNC焊盘或焊端镀层中微量的Pb混入Sn-Ag-Cu焊料中,微量Pb在界面容易发生Pb偏析现象,形成Sn-Ag-Pb的174℃图20-2焊缝起翘(Lifi-off)现象机理分析示意图低熔点层。

   ②锡钎焊时的凝固收缩现象。焊点冷却凝固过程中.相对于PCB基板而言,焊点的散热速度快,当焊点温度降到217℃时,由于凝固收缩现象,使焊点以引脚为中心率先凝固收缩(如焊点上向右上方的箭头所示);由于基板的热容量大,温度高,在焊盘界面处存在残留液相,基板冷却过程中向下收缩(如PCB处向下的箭头所示),而焊盘界面处存在174℃的低熔点层,冷凝收缩时使焊点从焊盘上浮起,造成焊缝起翘(Lifi-off)。基板越厚,基板内部储存的热量越多,越容易发生焊缝起翘。

   ③一般情况下,PCB在Z轴方向的CTE比X.y方向大,如FR-4板材在Z轴方向的CTE比瓜y方向大4倍,因此Z轴方向受热变形的应力大,焊点冷凝收缩时增加了焊缝起翘的力度。

   ④焊点凝固时传输系统的振动。焊点凝固过程中传输系统的振动也会加重焊缝起翘现象。

   由于无铅合金的熔点高、焊点与PCB的CTE不匹配更严重,因此容易出现偏析现象。焊点冷却凝固过程的时间越长越容易发生焊缝起翘现象,严重时甚至会造成焊盘剥离。

   防止焊缝起翘( Lift-off)现象的方法如下。

   ①尽量采用单面板。

   ②不使用Bi、In合金(低熔点更容易发生Lift-off)。

   ③无铅工艺不使用Sn-Pb镀层元件。

   ④加快冷却速度,消除偏析。

   ⑤瀑加微量元素,消除偏析。

   ⑥考虑PCB的散热设计,使基板内部的热有效释放。

   ⑦再流焊+波峰焊复合工艺中,采用SMD焊盘设计。见第5章5.5.1节6.(7)中图5-46。

         

   ⑧选择Z轴方向CTE小的PCB材料,减小基板热收缩(尤其厚度方向)。

   ⑨焊接设备的传输系统应尽量平稳,不产生振动,创造一个平稳的焊点凝固环境。


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