無鉛錫膏的基礎知識百科 (4)_福英達焊錫膏
無鉛錫膏的基礎知識百科 (4)_福英達焊錫膏
封裝廠家對焊接的要求是在回流焊完成后能夠產生了形狀均勻飽滿的焊點，且需要滿足規定的可靠性要求，如導熱導電性能和機械強度。無鉛錫膏焊點的形狀對其可靠性有很大的影響，因此判斷焊接是否出現缺陷首先可以通過觀察焊點外觀來確定。很多的因素會導致無鉛錫膏焊點形狀不良。
1. 焊盤清洗
水溶性無鉛錫膏的活化劑成分在焊接后會產生酸性殘留物，如果不及時去除會對焊點產生腐蝕作用。市面主常見的清洗工藝有水基清洗和半水基清洗，水基清洗由于清洗性優秀應用更多。可以將線路板進行浸泡、噴淋或超聲波處理來達到清洗目的，最后再用25-60℃去離子水沖洗干凈。也有一種免洗型無鉛錫膏，活性稍弱但是焊后可以免清洗。廠家可以根據實際封裝要求選擇是否清洗。
2. 無鉛焊點形狀缺陷及影響
在完成焊接后，焊點底部連接著基板焊盤而頂部連接著元器件。焊點的外觀通常是球體形狀。形狀的不同對性能的影響也不一致。通過垂直剖面圖可以測量無鉛焊點的寬度和高度。封裝行業對無鉛錫膏焊點的寬高比有要求，一般規定焊點的寬高比在1.3-1.5之間。合適的寬高比能夠使焊點避免阻焊的損傷。
2.1 少錫和多錫問題
錫膏量對焊點形狀的影響是最直接的。比如會出現錫膏量過少的問題。焊盤上的錫量過少會導致焊點強度不足。少錫發生的原因可能是焊盤或鋼網有雜質附著，導致印刷時接觸面積不夠。也可能是無鉛錫膏放置太久導致粘度增大，從而印刷時無法通過網孔造成錫量偏少。另外一種情況是多錫現象。如果鋼網開孔和厚度偏大，則容易導致多錫。錫量過多會導致相鄰錫膏點出現橋連現象，在間距小的焊盤上尤為明顯。
2.2 錫膏坍塌和橋連
坍塌的成因有很多，包括錫量大，鋼網脫模性差和錫膏粘度低等。如果錫量太大，在熔融流動時極易造成坍塌問題，并且還會與相鄰焊點發生橋連。鋼網尺寸不符和粗糙度不良會導致脫模性差，從而導致坍塌和橋連。此外，無鉛錫膏粘度小意味著流動性更好，其保持形態的能力也就更弱，印刷后容易坍塌且加熱后會向外擴散導致橋連。還有一些原因如印刷壓力大，貼裝偏移和錫膏合金顆粒細小也會造成坍塌和橋連。錫膏橋連會對電路造成很大的影響，主要體現在焊點之間短路。
圖1. 焊接橋連現象。
2.3 焊點旁出現大量錫珠
錫膏被氧化和焊盤表面有雜質都會導致細小的錫珠的形成，從而影響焊接可靠性。粒徑小的焊粉更易被氧化，形成錫珠的概率更大。錫珠的生成也和助焊劑活性差有關，較低的活性不能有效還原焊盤氧化層，從而可焊性差。此外，回流爐溫度上升過快會加速助焊劑溶劑蒸發，焊料顆粒會隨之飛濺出來形成小錫珠。錫膏未充分回溫就回流加熱也會導致飛濺形成錫珠。
圖2. 焊接界面周圍出現錫珠。
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