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在SMT电子制造业中,SMT常规锡膏回流焊接是一项关键工艺,而焊接空洞的出现会严重影响焊接质量和电子设备的可靠性。下面青青草视频app科小编将对SMT常规锡膏回流焊接空洞进行深入分析,并提出有效的解决措施。
一、焊接空洞的基本概念
焊接空洞指的是在锡膏回流焊接过程中, solder 连接处形成的气泡或空洞。这些空洞会减少焊点的有效连接面积,降低焊点的机械强度和电气性能,可能导致电子设备在使用过程中出现故障,如信号传输不稳定、焊点疲劳断裂等。
二、焊接空洞产生的原因分析
(一)锡膏相关因素
锡膏的成分和特性对焊接质量有着直接影响。如果锡膏中助焊剂的挥发速度与焊接温度曲线不匹配,在焊接过程中助焊剂不能及时挥发出去,就容易在焊点内部形成空洞。例如,助焊剂挥发过快,可能会在 solder 还未完全润湿时就已经挥发完毕,导致气体被困在焊点中;而挥发过慢,则会在 solder 凝固时仍有气体产生,形成空洞。
此外,锡膏的金属粉末颗粒大小和形状也会影响空洞的形成。金属粉末颗粒过大或形状不规则,会导致锡膏在印刷和焊接过程中出现间隙,这些间隙在焊接时容易成为气体聚集的场所,进而形成空洞。
(二)PCB 焊盘与元器件焊端因素
PCB 焊盘和元器件焊端的表面状况是导致焊接空洞的重要原因之一。如果焊盘或焊端表面存在氧化层、油污、灰尘等污染物,会影响 solder 与焊盘、焊端的润湿和结合,使得气体难以排出,从而形成空洞。
焊盘和焊端的设计也会对焊接空洞产生影响。例如,焊盘尺寸过大或过小、焊盘间距不合理等,都会导致锡膏分布不均,在焊接过程中产生空洞。元器件焊端的形状和尺寸与焊盘不匹配,也会影响 solder 的流动和填充,增加空洞产生的概率。
(三)回流焊工艺因素
回流焊温度曲线的设置是影响焊接质量的关键因素。温度上升速度过快,会导致锡膏中的助焊剂迅速挥发,产生大量气体,而此时 solder 还未完全熔化,气体无法及时排出,从而形成空洞。温度过高则会使 solder 过度氧化,影响 solder 的流动性和润湿性,也容易产生空洞。
回流焊的时间控制也很重要。如果预热时间过短,锡膏中的溶剂不能充分挥发,在焊接过程中会产生气体,形成空洞;而焊接时间过长,则会导致 solder 晶粒粗大,降低焊点的强度,同时也可能增加空洞的产生几率。
三、焊接空洞的解决措施
(一)优化锡膏选择与管理
根据具体的焊接需求,选择合适成分和粒度的锡膏。确保锡膏中的助焊剂挥发速度与回流焊温度曲线相匹配,以减少气体的产生和滞留。同时,要加强锡膏的管理,严格控制锡膏的储存温度和时间,避免锡膏变质。在使用前,应将锡膏充分搅拌均匀,以保证其性能的稳定性。
(二)改善 PCB 焊盘与元器件焊端质量
在 PCB 制造过程中,要确保焊盘表面清洁,去除氧化层、油污和灰尘等污染物。可以采用适当的表面处理工艺,如镀金、镀锡等,提高焊盘的润湿性。对于元器件焊端,也要进行严格的质量控制,确保其表面状况良好。此外,要优化焊盘和元器件焊端的设计,保证其尺寸和形状的匹配性,使锡膏能够均匀分布。
(三)优化回流焊工艺参数
合理设置回流焊温度曲线,控制温度上升速度和最高温度。一般来说,温度上升速度应控制在 2 - 5℃/s 之间,最高温度应根据锡膏的熔点和元器件的耐热性来确定,通常比锡膏熔点高 20 - 40℃。同时,要合理调整预热时间和焊接时间,确保锡膏中的溶剂和助焊剂能够充分挥发, solder 能够充分熔化和润湿。
另外,还可以通过优化回流焊炉的氮气氛围来减少空洞的产生。在氮气氛围中焊接,可以降低 solder 的氧化程度,提高其流动性和润湿性,从而减少空洞的形成。
SMT常规锡膏回流焊接空洞的产生是由多种因素共同作用的结果,包括锡膏、PCB 焊盘与元器件焊端以及回流焊工艺等方面。通过对这些因素的深入分析,并采取相应的解决措施,如优化锡膏选择与管理、改善 PCB 焊盘与元器件焊端质量、优化回流焊工艺参数等,可以有效减少焊接空洞的产生,提高焊接质量和电子设备的可靠性。在实际生产过程中,应根据具体情况进行综合考虑和调整,以达到最佳的焊接效果。
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