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电路板焊锡不良原因分析

对于大部分玩SMT工艺的朋友,当碰到SMD零件焊锡不良的问题时,往往首先怀疑到一些常见原因,比如锡膏印刷不良、锡膏过时效氧化、SMD零件脚氧化,或是回流焊的温度曲线没有调好。

电路板焊锡不良

然而,还有一个容易被忽视的原因,那就是来自喷锡电路板的喷锡厚度。

在过去,我们更熟悉的是金层与镍层的厚度对焊锡的影响,但是,喷锡电路板的锡层太薄会导致焊锡不良吗?

本文将介绍一些相关数据和观点,以帮助大家更好地理解这个问题。

HASL板与锡膏不良的案例

一项研究分析了HASL板第二面回流焊后出现吃锡不良的原因。金相切片分析结果显示,不吃锡的焊垫已经出现了铜锡完全合金化的现象,这种铜锡合金已经无法再提供可焊性。

进一步检查了同批次未焊锡的PCB空板并进行切片分析,发现未经焊接的PCB焊垫上的锡镀层已经出现了严重的合金暴露现象。切片分析还表明铜锡合金生成的厚度约为2µm,考虑到合金会在之后增加厚度,可以推测原本的喷锡厚度应该在2µm以下。因此,根本原因是喷锡的厚度太薄(2µm以下),导致铜锡合金已经暴露在焊垫的表层,无法提供足够的锡来与锡膏结合,从而影响焊垫的吃锡效果。

处理单面上锡不良问题

另一篇文章整理了各方意见,主要谈到了喷锡厚度对SMT工艺的影响。虽然文章集结了各种观点,但最终的结论大多数归咎于喷锡厚度太薄,导致焊锡不良的问题。

喷锡厚度的建议值取决于焊盘的类型:

  • 对于大面积的铜区,建议喷锡厚度至少在100µm(2.5µm)以上。
  • 对于QFP及外围零件,建议喷锡厚度在200µm(5.0µm)以上。
  • 对于BGA焊垫,建议喷锡厚度在450µm(11.4µm)以上。

尽管增加喷锡厚度可以解决第二面过回流焊发生拒焊的问题,但是值得注意的是,喷锡厚度越厚,对于细间距脚的零件可能越不利,容易导致短路问题。此外,PCB的制程也会影响焊锡板上的喷锡厚度,较小的焊盘通常会有更薄的喷锡层。


常见问题解答

1. 喷锡电路板的喷锡厚度为什么会影响焊锡质量?

喷锡厚度影响了焊垫与锡膏的结合情况。过薄的喷锡层无法提供足够的锡来与锡膏结合,导致焊锡不良问题。

2. 喷锡板的喷锡厚度应该如何选择?

喷锡厚度的选择应根据焊盘的类型来确定。大面积铜区建议喷锡厚度至少在100µm以上,而QFP、外围零件和BGA焊垫需要更厚的喷锡层。

3. 喷锡板的制程对喷锡厚度有影响吗?

是的,喷锡板的制程可以影响喷锡厚度。较小的焊盘通常会有更薄的喷锡层。

4. 喷锡层过厚会导致什么问题?

过厚的喷锡层可能对细间距脚的零件造成不利影响,容易导致短路问题。

5. 如何解决焊锡不良问题?

解决焊锡不良问题的方法包括选择合适的喷锡厚度、优化焊接工艺,并确保锡膏和SMD零件的质量。

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