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软钎焊中常见的浸润不良原因分析

[size=3][color=#000000][b][font=宋体][size=10.5pt]1[/size][/font][/b][b][font=宋体][size=10.5pt]、DIP等常规焊接中的浸润不良：[/size][/font][/b][/color][/size]
[font=宋体][size=10.5pt][size=3][color=#000000]在使用液体焊剂的焊接工艺中（包括波峰焊、手浸焊等），常见的浸润不良会导致焊点虚焊（见图一），另外可造成焊盘吃锡不满、管脚夹锡、焊点桥接等状况。当然焊接中的此类不良往往和焊接温度、焊接方式等有关系，单从助焊剂的浸润方面来讲有三个方面的可能：一方面可能是表面活性剂添加量过小，未能起到充分的浸润作用；另一方面可能是添加的表面活性剂并不适当，不能够起到足够的浸润作用；还有一个可能是表面活性剂在使用过程中因工作温度较高而过早地失去了浸润的作用。[/color][/size][/size][/font]
[align=center][size=10.5pt][size=3][color=#000000][/color][/size][/size][/align]
[align=center][b][font=宋体][size=10.5pt][size=3][color=#000000][attach]1072[/attach][/color][/size][/size][/font][/b][/align][align=left][b][font=宋体][size=10.5pt][size=3][color=#000000]图一，当焊点形成角度>90度时，造成虚焊[/color][/size][/size][/font][/b][/align]

[[i] 本帖最后由 jackerxia 于 2007-6-9 16:39 编辑 [/i]]

[size=3][b][color=black][font=宋体][size=10.5pt]2[/size][/font][/color][/b][b][color=black][font=宋体][size=10.5pt]、SMT中的浸润不良：[/size][/font][/color][/b][/size]
[color=black][font=宋体][size=10.5pt][size=3]在SMT生产中，元器件是放置在锡膏之上，锡膏熔化的瞬间所形成的表面张力会作用在元器件两端，因为片式元件重量极轻，如果元件两端所受的表面张力不一致，极有可能造成竖碑的现象（见图二）。当然，出现竖碑现象的原因远不止浸润不良这一个方面，还可能因为焊盘面积大小不同，导致元件两端锡膏熔化时间不一致，在元件两端出现了“温度梯度”等。良好的表面活性剂，能够最大限度地降低熔融态焊料的表面张力，并使两端受力趋于平衡，从而避免竖碑现象的出现。另外润湿不良还会造成焊点吃锡不满、锡焊料不能有效爬升、渗透等不良状况。[/size][/size][/font][/color]
[align=center][color=black][font=Arial][size=10.5pt][size=3][/size][/size][/font][/color][/align]
[align=center][size=3][b][color=black][font=宋体][size=10.5pt][attach]1073[/attach][/size][/font][/color][/b][/size][/align][align=left][size=3][b][color=black][font=宋体][size=10.5pt]图二，[/size][/font][/color][/b][b][color=black][font=Arial][size=10.5pt]SMT[/size][/font][/color][/b][b][color=black][font=宋体][size=10.5pt]元件竖碑现象的视频截图[/size][/font][/color][/b][/size][b][color=black][font=Arial][size=10.5pt][/size][/font][/color][/b][/align]

[[i] 本帖最后由 jackerxia 于 2007-6-9 16:41 编辑 [/i]]

[size=3][b][color=black][font=宋体][size=10.5pt]3[/size][/font][/color][/b][b][color=black][font=宋体][size=10.5pt]、关于断续润湿的状况[/size][/font][/color][/b][/size]
[color=black][font=宋体][size=10.5pt][size=3]    焊料膜的断续润湿是指有水或其他油污出现在基材表面，在熔化的焊料覆盖层下隐藏着某些未被润湿的点，因此，熔化的焊料在焊接基材表面会有断续润湿现象出现。不充分的浸润会使焊料在基材表面不能充分流动和浸润，使焊料发生收缩，往往在焊盘表面的焊料会聚成小球或者脊状秃起物。（见图三示意图）[/size][/size][/font][/color]
[align=center][size=10.5pt][attach]1074[/attach][size=3][/size][/size][/align]
[align=left][size=3][color=#000000][b][font=宋体][size=10.5pt]图三，焊点角度[/size][/font][/b][b][font=宋体][size=10.5pt]<15度[/size][/font][/b][b][font=宋体][size=10.5pt]时，[/size][/font][/b][b][font=宋体][size=10.5pt]焊料量过小.[/size][/font][/b][/color][/size][size=3][color=#000000][b][font=宋体][size=10.5pt]排除焊材、工艺等状况，有可能是焊料在环形焊盘上弱浸润或断续浸润所造成的[/size][/font][/b][b][size=10.5pt][/size][/b][/color][/size][/align]
[color=black][font=宋体][size=10.5pt][size=3]    当然，断续润湿也能由部件与熔化的焊料相接触时放出的气体而引起，这种气体更多的时候是由于有机物的热分解或无机物的水合作用而释放的。[/size][/size][/font][/color]
[size=3][color=black][font=宋体][size=10.5pt]    在实际焊接工艺中，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，排除温度等工艺原因，以及基材的污染状况，焊剂的表面活性是否充分发挥了作用或者所选用的表面活性剂是否合适等，也是值得考评的一个问题点。[/size][/font][/color][size=10.5pt][/size][/size]
[color=black][font=宋体][size=10.5pt][size=3]    通常，消除断续润湿状况的对策有：增强焊剂表面活性成分、降低焊接温度、缩短软熔的停留时间、采用流动的惰性气氛、降低污染程度等几种方法。[/size][/size][/font][/color]

[[i] 本帖最后由 jackerxia 于 2007-6-9 16:44 编辑 [/i]]

[size=3][color=#000000][b][font=宋体][size=10.5pt]4[/size][/font][/b][b][font=宋体][size=10.5pt]、OSP对焊点浸润的影响[/size][/font][/b][/color][/size]
[size=3][color=#000000][font=宋体][size=10.5pt]
[/size][/font][font=宋体][size=10.5pt]    近年来，特别是在软钎焊行业推行无铅化以来，OSP在PCB行业推行的越来越广泛，但是，目前国内的一些产品并未完全克服一定的技术难关，因此在焊接过程中，涉及OSP处理方面的不良状况也越来越多。[/size][/font][/color][/size]
[color=#000000][size=3][font=宋体][size=10.5pt]    OSP[/size][/font][font=宋体][size=10.5pt]中文名称为“有机保护剂”，它对PCB起到保护和防氧化作用的机理这样的，在OSP中有“苯基三连唑BTA”一类的物质，它能够与焊盘[/size][/font][color=black][font=宋体][size=10.5pt]表面金属铜发生化学反应，在铜面上覆盖一层有机保护膜（平均厚度可由[/size][/font][/color][/size][/color][size=3][color=black][font=Arial][size=10.5pt][font=Times New Roman]0.35-14[/font][/size][/font][/color][color=black][font=宋体][size=10.5pt]&micro;[/size][/font][/color][color=black][font=Arial][size=10.5pt][font=Times New Roman]m[/font][/size][/font][/color][color=black][font=宋体][size=10.5pt]），该有机保护膜具有强抗热、耐湿处理性能，并因此起到对[/size][/font][/color][color=black][font=Arial][size=10.5pt][font=Times New Roman]PCB[/font][/size][/font][/color][color=black][font=宋体][size=10.5pt]表层的防氧化作用。（关于[/size][/font][/color][color=black][font=Arial][size=10.5pt][font=Times New Roman]OSP[/font][/size][/font][/color][color=black][font=宋体][size=10.5pt]保护层的优劣及其实物质量对照，参照图四）[/size][/font][/color][color=black][font=Arial][size=10.5pt][/size][/font][/color][/size]
[align=center][color=black][font=Arial][size=10.5pt][/size][/font][/color][/align]
[align=center][size=3][b][color=black][font=宋体][size=10.5pt][attach]1075[/attach][/size][/font][/color][/b][/size][/align][align=left][size=3][b][color=black][font=宋体][size=10.5pt]图四，[/size][/font][/color][/b][b][color=black][font=Arial][size=10.5pt][font=Times New Roman]OSP[/font][/size][/font][/color][/b][b][color=black][font=宋体][size=10.5pt]保护层的质量优劣评判及实物对照[/size][/font][/color][/b][b][color=black][font=Arial][size=10.5pt][/size][/font][/color][/b][/size][/align]
[size=3][color=#000000][font=宋体][size=10.5pt]    根据OSP的设计原理可以看出，在铜焊盘的表面要形成一个有机保护层，而这个保护层是要在焊接前（进入焊接区以前）必须有效去除的，去除这个保护层的物质主要是助焊剂中的活性剂。实际情况正如某些OSP商家宣传的“[/size][/font][color=black][font=宋体][size=10.5pt]抗氧化皮膜的耐热、耐湿性绝缘性优[/size][/font][/color][font=宋体][size=10.5pt]”，那么可以想象，在焊接过程中，助焊剂首先要去除这个保护层，这在个过程中，表面活性剂是保证助焊剂能够在这个保护层上均匀分布并充分浸润的关键。目前常见的不良，一方面是不能有效完会去除这个保护层，另一方面是可以完会去除这个防氧化保护层，但是在这个过程中，助焊剂中的活化剂和表面活性剂均会不同程度地流失，因此造成焊接效果不理想。常见的不良有虚焊、空焊、吃锡效果不好等，这些不良的出现，从很大程度上来讲就是助焊剂不能充分浸润的结果。除上述焊接不良以外，OSP在焊接过程中（特别是贴插混装板材），经过多次热击后，在基材表面所形成的不易去除“保护层（或氧化层）”更是影响焊料充分浸润的主要原因。[/size][/font][/color][/size]
[font=宋体][size=10.5pt][size=3][color=#000000]    当然，在此只是探讨表面活性剂在焊接过程中的应用，因此，更多地是从助焊和焊料润湿等方面进行一些浅显探讨，并不是针对OSP工艺全部的技术缺陷来讲，相信随着国内技术水平的不断提升，当前常见的OSP工艺方面的不良状况也会随之解决。[/color][/size][/size][/font]

楼上发的文章太好了.很有技术含量．加精．呵呵．

jackerxia 兄你真是高人啊，小弟佩服极了，呵呵希望经常来这点拔点拔

[quote]原帖由 [i]xiaojian0717[/i] 于 2007-6-10 20:01 发表 [url=http://www.smt-cn.net/redirect.php?goto=findpost&pid=3596&ptid=1130][img]http://www.smt-cn.net/images/common/back.gif[/img][/url]
jackerxia 兄你真是高人啊，小弟佩服极了，呵呵希望经常来这点拔点拔 [/quote]
呵呵,兄弟是你吗?有时间我会常来的

这些都是做为SMT工艺工程师或QA工程师技术员必备的知识呀,哥哥们:001

发的文章太好了.很有技术含量．加精．呵呵:001

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视频来源：无忧网客联盟
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清析度：较好
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BSMSN(Building Cisco Multilayer Switched Networks)
[url=http://bbs.net527.cn/viewthread.php?tid=6810&extra=page%3D1][color=#810081]http://bbs.net527.cn/viewthread.php?tid=6810&extra=page%3D1[/color][/url]
ISCW(Implementing Secure Converged Wide Area Networks)
[url=http://bbs.net527.cn/viewthread.php?tid=9151&extra=page%3D1][color=#0000ff]http://bbs.net527.cn/viewthread.php?tid=9151&extra=page%3D1[/color][/url]
ONT(Optimizing Converged Cisco Networks)
[url=http://bbs.net527.cn/viewthread.php?tid=9899&extra=page%3D1][color=#0000ff]http://bbs.net527.cn/viewthread.php?tid=9899&extra=page%3D1[/color][/url]

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