在SMT加工生產(chǎn)中,BGA、QFN、CSP等無(wú)引腳的元器件,在進(jìn)行焊接時(shí),無(wú)論是回流焊接還是波峰焊接,無(wú)論是有鉛制程還是無(wú)鉛制程,冷卻之后都難免會(huì )出現一些在所難免的空洞(氣泡)現象的產(chǎn)生。焊點(diǎn)內部發(fā)生空洞的主要成因是FLUX中的有機物經(jīng)過(guò)高溫裂解后產(chǎn)生的氣泡無(wú)法及時(shí)逸出。在回流區FLUX已經(jīng)被消耗殆盡,錫膏的粘度發(fā)生了較大的變化,此時(shí)錫膏之中的FLUX發(fā)生裂解,導致高溫裂解后的氣泡無(wú)法及時(shí)的逸出,被包圍在錫球中,冷卻后就形成空洞現象。目前,一般使用X-Ray設備進(jìn)行檢查空洞的面積,通過(guò)X-Ray都可以看到焊球的空洞分布狀況。只要有些器件空洞所占面積的比例不是很大,常常認為是符合接受標準標準(如IPC-A-610D 8.2.12.4),因此在檢驗時(shí)沒(méi)有引起足夠的重視。
在pcb板焊錫眾多的空洞現象中發(fā)現,產(chǎn)生空洞現象與焊料本身的表面張力有著(zhù)直接的聯(lián)系。錫膏的表面張力越大,高溫裂解的氣泡越難逸出焊料球,氣泡被團團包圍在錫球之中(無(wú)鉛焊料的表面張力達到4.60×10-3 N/260 ℃),表面張力越小,高溫裂解后的氣泡就很容易逃出焊料球,被錫球團團包圍的機率就相當小。已經(jīng)陷入高溫裂解的氣泡,在有鉛焊料密度較大(約8.44 g/cm3)的情況之下,焊料中的合金在相互擠壓下,有機物就會(huì )向外面逃脫,所以有機物殘留在焊點(diǎn)中的機率是相當小的,但是無(wú)鉛就完全不一樣了。比重不但比有鉛小,而且無(wú)鉛的表面張力又比有鉛高出很多,同時(shí)熔點(diǎn)又比有鉛高出34 ℃之多(Sn63-Pb37,熔點(diǎn)為183 ℃,SAC305熔點(diǎn)約為217 ℃),在種種環(huán)境不利的情況下,無(wú)鉛焊料中的有機物就很難從焊球中分解出來(lái),有機物常常被包圍在焊球中,冷卻后就會(huì )形成空洞現象。
從焊點(diǎn)的可靠度來(lái)講,空洞現象會(huì )給焊點(diǎn)帶來(lái)不可估計的風(fēng)險,同時(shí)空洞現象比較嚴重的話(huà),還影響焊點(diǎn)的電氣連接,影響電路的暢通。所以空洞現象必須引起SMT業(yè)界人士的高度重視。
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