錫膏工藝中不潤濕現(xiàn)象分析
來源:優(yōu)特爾 瀏覽: 發(fā)布時間:2025-04-29
不潤濕是指在焊接過程中,焊料未能充分覆蓋基板焊盤或器件引腳表面,導致焊料與基底金屬之間形成較大的接觸角(通常>90°),且未形成有效冶金鍵合的現(xiàn)象。其典型特征為焊點表面呈現(xiàn)基底金屬本色(如銅色、鎳色),焊料僅部分附著或呈球狀聚集(如圖1-1所示)。此問題直接影響焊點的機械強度、熱循環(huán)可靠性及長期穩(wěn)定性。
形成核心原因
不潤濕的本質(zhì)是焊料與基底金屬間的界面反應(yīng)受阻,具體原因可分為以下四類:
基底金屬表面狀態(tài)異常
氧化與污染:焊盤或引腳表面存在氧化層(如CuO、NiO)、有機污染物(油脂、助焊劑殘留)或金屬間化合物(如Au-Sn脆性層)。
鍍層缺陷:
ENIG(化學鍍鎳浸金):鎳層孔隙、磷含量超標(>8wt%)或金層過薄(<0.05μm)。
OSP(有機保焊膜):膜層過厚(>0.5μm)或受熱分解不完全,阻礙焊料浸潤。
HASL(熱風整平):焊盤邊緣因熱應(yīng)力出現(xiàn)微裂紋,暴露內(nèi)部氧化銅層。
焊料合金與助焊劑失效
焊料雜質(zhì):鋁(Al)、鎘(Cd)、砷(As)等雜質(zhì)元素偏析,或焊粉氧化(氧化物含量>0.2wt%)。
助焊劑活性不足:
活性劑(如有機酸、鹵化物)濃度過低或高溫分解失效。
焊膏印刷后暴露時間過長(>4h),助焊劑揮發(fā)或吸濕。
再流焊工藝參數(shù)偏差
溫度曲線異常:
預熱區(qū)溫度不足(<120℃)或時間<60s,助焊劑未充分活化。
峰值溫度過高(>245℃)或液態(tài)以上時間(TAL)>60s,加速金屬氧化。
氣氛控制不當:
氧氣含量>1000ppm(未使用氮氣保護),導致焊盤高溫氧化。
焊接腔體濕度>10%RH,水汽與助焊劑反應(yīng)產(chǎn)生氣孔。
設(shè)計與工藝適配性問題
細間距器件:模板開口尺寸<焊盤尺寸(如0.1mm差距),導致焊膏印刷量不足,邊緣潤濕不良。
混裝工藝:BGA與插件器件共爐焊接時,熱質(zhì)量差異導致局部溫度不均。
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