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焊錫膏使用常見問題分析

日期：2025-07-03 12:39
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摘要：
 
      焊膏的回流焊接是用在SMT裝配工藝中的主要板級互連方法，這種焊接方法把所需要的焊接特性極好地結(jié)合在一起，這些特性包括易于加工、對各種SMT設計有廣泛的兼容性，具有高的焊接可靠性以及成本低等；然而，在回流焊接被用作為*重要的SMT部件級和板級互連方法的時候，它也受到要求進一步改進焊接性能的挑戰(zhàn)，事實上，回流焊接技術能否經(jīng)受住這一挑戰(zhàn)將決定焊錫膏能否繼續(xù)作為首要的SMT焊接材料，尤其是在超細微間距技術不斷取得進展的情況之下。下面我們將探討影響改進回流焊接性能的幾個主要問題，為發(fā)激發(fā)工業(yè)界研究出解決這一課題的新方法，我們分別對每個問題簡要介紹如下：
　　底面部件的固定
　　雙面回流焊接已采用多年，在此，先對**面進行印刷布線，安裝部件和軟熔，然后翻過來對電路板的另一面進行加工處理，為了更加節(jié)省起見，某些工藝省去了對**面的軟熔，而是
同時軟熔頂面和底面，典型的例子是電路板底面上僅裝有小的部件，如芯片電容器和芯片電阻器，由于印刷電路板（PCB）的設計越來越復雜，裝在底面上的部件也越來越大，結(jié)果軟熔時部件
脫落成為一個重要的問題。顯然，部件脫落現(xiàn)象是由于軟熔時熔化了的焊料對部件的垂直固定力不足，而垂直固定力不足可歸因于部件重量增多，部件的可焊性差，焊劑的潤濕性或焊料量不
足等。其中，**個因素是*根本的原因。如果在對后面的三個因素加以改進后仍有部件脫落現(xiàn)象存在，就必須使用SMT粘結(jié)劑。顯然，使用粘結(jié)劑將會使軟熔時部件自對準的效果變差。
　　未焊滿
　　未焊滿是在相鄰的引線之間形成焊橋。通常，所有能引起焊膏坍落的因素都會導致未焊滿，這些因素包括：1，升溫速度太快；2，焊膏的觸變性能太差或是焊膏的粘度在剪切后恢復太慢；3，金屬負荷或固體含量太低；4，粉料粒度分布太廣；5；焊劑表層張力太小。但是，坍落并非必然引起未焊滿，在軟熔時，熔化了的未焊滿焊料在表層張力的推動下有斷開的可能，焊料流失現(xiàn)象將使未焊滿問題變得更加嚴重。在此情況下，由于焊料流失而聚集在某一區(qū)域的過量的焊料將會使熔融焊料變得過多而不易斷開。
　　除了引起焊膏坍落的因素而外，下面的因素也引起未滿焊的常見原因：1，相對于焊點之間的空間而言，焊膏熔敷太多；2，加熱溫度過高；3，焊膏受熱速度比電路板更快；4，焊劑潤濕速度太快；5，焊劑蒸氣壓太低；6；焊劑的溶劑成分太高；7，焊劑樹脂軟化點太低。
　　斷續(xù)潤濕
　　焊料膜的斷續(xù)潤濕是指有水出現(xiàn)在光滑的表層上（1.4.5.），這是由于焊料能粘附在大多數(shù)的固體金屬表層上，并且在熔化了的焊料覆蓋層下隱藏著某些未被潤濕的點，因此，在*初用熔化的焊料來覆蓋表層時，會有斷續(xù)潤濕現(xiàn)象出現(xiàn)。亞穩(wěn)態(tài)的熔融焊料覆蓋層在*小表層能驅(qū)動力的作用下會發(fā)生收縮，不一會兒之后就聚集成分離的小球和脊狀禿起物。斷續(xù)潤濕也能由部件與熔化的焊料相接觸時放出的氣而引起。由于有機物的熱分解或無機物的水合作用而釋放的水分都會產(chǎn)生氣。水蒸氣是這些有關氣的*常見的成份，在焊接溫度下，水蒸氣具極強的氧化作用，能夠氧化熔融焊料膜的表層或某些表層下的界面（典型的例子是在熔融焊料交界上的金屬氧化物表層）。常見的情況是較高的焊接溫度和較長的停留時間會導致更為嚴重的斷續(xù)潤濕現(xiàn)象，尤其是在基體金屬之中，反應速度的增多會導致更加猛烈的氣釋放。與此同時，較長的停留時間也會延長氣釋放的時間。以上兩方面都會增多釋放出的氣量，消除斷續(xù)潤濕現(xiàn)象的方法是：1，降低焊接溫度；2，縮短軟熔的停留時間；3，采用流動的惰性氣氛；4，降低污染程度。
　　低殘留物
　　對不用清理的軟熔工藝而言，為了獲得裝飾上或功能上的效果，常常要求低殘留物，對功能要求方面的例子包括“通過在電路中測試的焊劑殘留物來探查測試堆焊層以及在插入接頭與堆焊層之間或在插入接頭與軟熔焊接點附近的通孔之間實行電接觸”，較多的焊劑殘渣常會導致在要實行電接觸的金屬表層上有過多的殘留物覆蓋，這會妨礙電連接的建立，在電路密度日益增多的情況下，這個問題越發(fā)受到人們的關注。
　　顯然，不用清理的低殘留物焊膏是滿足這個要求的一個理想的解決辦法。然而，與此相關的軟熔必要條件卻使這個問題變得更加復雜化了。為了預測在不同級別的惰性軟熔氣氛中低殘留物焊膏的焊接性能，提出一個半經(jīng)驗的模型，這個模型預示，隨著氧含量的降低，焊接性能會迅速地改進，然后逐漸趨于平穩(wěn)，實驗結(jié)果表明，隨著氧濃度的降低，焊接強度和焊膏的潤濕能力會有所增多，此外，焊接強度也隨焊劑中固體含量的增多而增多。實驗數(shù)據(jù)所提出的模型是可比較的，并強有力地證明了模型是有效的，能夠用以預測焊膏與材料的焊接性能，因此，可以斷言，為了在焊接工藝中成功地采用不用清理的低殘留物焊料，應當使用惰性的軟熔氣氛。

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