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12种PCB焊缺陷及预防措施

工程师
2023-03-19 18:51:02     打赏

主要是以下12 种 PCB 焊缺陷及预防措施:

  • 1、焊锡桥联

  • 2、可焊性和润焊性差

  • 3、渗透力差

  • 4、放气

  • 5、焊球

  • 6、焊接标志

  • 7、焊接短路

  • 8、漏焊

  • 9、凹陷焊接头

  • 10、阻焊层变色

  • 11、焊锡过多

  • 12、热焊(焊接头过热)


一、焊锡桥联

焊锡桥联图


由体积比较小的元器件引起的焊接问题中,焊锡桥接是最常见的问题。当电路板上两个不应该连接的两个焊点在PCB 焊接过程中不经意地被焊锡连接时,就会形成桥联。根据电路结构的不同,可能会造成各种损坏。

锡焊桥联图


1)可能的原因:
  • 在接头之间使用的焊料过多

  • 太宽或者太大的烙铁头

  • 突出的引线长度过长

  • 助焊剂不足

  • 焊料拖曳速度过快

  • 喷嘴剥离运动

  • 烙铁退出的角度不合适

  • 设计一个重量分布很差的 PCB,同时大型组件都在一侧

  • 在焊盘和阻焊层之间没有留下足够的空间

焊锡桥联


2)解决方式:
  • 有时候可以通过在两个焊点之间拖动热烙铁的尖端来吸掉多余的焊料

  • 如果焊料过多,焊锡吸盘或焊锡芯可以帮助去除多余的焊料

3)预防措施:
  • 使用正确的引线长度

  • 设置正确的孔尺寸和焊盘直径

  • 验证助焊剂沉积

  • 降低拖曳速度

  • 重新编程剥离运动

焊锡桥联



2、可焊性和润焊性差

1)在下图中,焊料没有润湿引脚端子,但润湿了通孔。

在这种情况下,镀层是一个问题,因为黄铜引脚在镀锡铅之前没有正确镀铜。镀铜对于阻止影响锡/铅表面的锌迁移是非常必要的。

为了延长可焊性寿命至少得 0.002µm,在铜上至少有 0.005µm 的锡/铅。

黄铜引脚在镀锡铅之前没有镀铜


2)在下图中,焊料在波接触期间未能润湿引线表面。

这个问题是由引线的边缘可焊性和生产中使用的 10% 固体助焊剂的使用年限(助焊剂品质太劣质)引起的。开槽后的助焊剂会降低,即使固含量保持不变,其性能也会发生变化。通常来说,组件的供应商通常只保证组件焊接十二个月。

劣化的助焊剂导致焊料无法润湿该引线的表面


如果将正确厚度的锡/铅施加到焊盘表面,锡/铅板上的可焊性较差是比较少见的。作为建议,0.005µm 的最小厚度应提供超过 12 个月保质期的可焊涂层。这样才可能会在正常条件下保护表面几年,并且仍然具有高度可焊性。

3)在下图中,只有部分焊盘表面被焊料浸润,外边缘和内边缘都没有被焊料浸润。

这是因为电路板表面上的锡/铅小于 0.002µm,且在电路板制造过程中没有回流,因此产品的保质期较短。

通孔焊盘表面只有部分润湿 - 内边缘和外边缘未能润湿


4)在下图中,焊盘在焊接过程中没有被润湿。

这是由于焊盘表面的可焊性不好造成的。应该要测试 PCB 板的可焊性,因为表面在焊接后已经去湿,可能和与 PCB 相关。

缺陷是由焊盘表面的可焊性差引起


5)下图中,只有引脚的角没有被润湿。

引脚的可焊性差可能是由于电镀不良或薄或存储时间过长。锡/铅引脚的可焊性通常是镀层厚度或镀层和基材的函数。在黄铜引脚的情况下,在应用锡/铅之前,引脚必须首先镀上 1-3µm 的铜层;否则黄铜中的锌会很快影响可焊性。

可焊性也与厚度有关。如果存在 0.005µm 的涂层,应该提供超过一年的储存寿命。该涂层厚度适用于任何基材。

下图所示的示例不是电镀问题,是由引脚角上的印制板树脂引起的。

引脚的角没有润湿


6)下图清楚地显示了元件引线表面的润湿性差,而 PCB 上的焊盘润湿性良好。

可能原因是:元件存放时间过长,或者是引线上锡/铅涂层太薄。应使用润湿天平或浸渍和检查测试来测试组件的可焊性。

焊盘润湿性好,元件引脚的润湿性差


7)下图中金表面涂层没有被润湿。

乍一看像是被认为是跳过的接头,但仔细检查是 PCB 涂层的可焊性问题。通常是由失衡的化学镀金浴引起的。

金表面涂层没有被润湿


8)电镀通孔不完全润湿。

由于助焊剂或者预热温度不佳,会出现电镀通孔中不完全润湿或者焊锡上升不良。如果不是这两个的问题,那就是 PCB 的表面涂层。

不完全润湿


9)下图中芯片上的焊点不错,圆角,但引线却裸露在外面。

镀层的损失可能是因为在镀锡/铅之前准备基底引线框架的初始镀层不良,由于模具溢料污染了引线框架,在引线与塑料的界面处经常会看到涂层的损失。

芯片上的焊点不错,圆角,但引线却裸露在外面


10)黄铜引脚未能被焊料润湿

实际上镀锡在焊接过程中已与基材分离,在镀锡/铅之前,黄铜引脚应该镀有 1-2µm 的铜。

黄铜引脚应该镀有 1-2µm 的铜


11)引脚的可焊性很差——焊料浸没后,引线没有润湿。

可能的原因是不良的薄锡/铅涂层。至少应使用 5µm 的涂层并且提供 12 个月的保质期。


三、渗透不良

1)为了在电路板的顶部形成焊点,焊剂需要存在于电镀通孔中,电路板顶部的温度必须至少达到100-110°C。

如果 PCB 厂商的产品在使用前经过评估,通常不会出现通孔电镀的问题。

渗透不良是由于助焊剂应用不足或预热不足造成的。

渗透不良


2)在下图中,焊料未能填充元件一侧的电镀通孔。焊料润湿了 PCB,但未能完全润湿元件引线。

这可能与助焊剂有关,但如果故障与工艺条件有关,那么 PCB 上的其他位置肯定也会有类似的问题。

渗透性差



四、放气(除气)

除气是与波峰焊和手工焊接相关的常见问题。基本上,当焊接电路板时,靠近孔的电路板上的任何水分都会被加热并变成蒸汽。如果镀层中有薄镀层或空隙,则气体会通过镀层孔壁。如果孔中存在焊料,则会在焊料凝固时产生空隙。

如下图所示:空隙可能表现为接头表面的小孔,也可能表现为更大的空腔。在通孔中具有正确的镀铜厚度是关键,孔壁表面至少应有 25µm 的铜。

由除气引起的空隙


最常见的原因或解决方案:
  • 使用不含 VOC 的助焊剂时预热过程不佳会导致非常细的焊球飞溅。

  • 通孔中小于 20 微米的镀层或孔表面非常差的镀层无法覆盖导致放气的破碎玻璃束。


五、焊球

1)下图中很明显的焊球,但应该被称为焊料附件而不是焊球。

由于抗蚀剂涂层的失效,焊料润湿了轨道。

手动移除此焊料附件会损坏轨道


焊球可能是由不良工艺条件引起的,在波接触期间助焊剂会产生气体,或者当焊料流回槽中时过度湍流会导致喷溅。在焊接过程中,由于 PCB 的过度除气,焊球可能会从接头区域喷出。

2)下图显示了一个焊球连接到电路板底部的抗蚀剂边缘,并且当它与引脚分离时,必须自身附着在抗蚀剂上。

焊球在与引脚分离时必须附着在抗蚀剂


3)在下图中,焊球连接到电路板底部的抗蚀剂边缘,并且在与引脚分离时必须将其自身附着到抗蚀剂上。

附着在抗蚀剂边缘的另一个焊球


4)下图中的焊球是在走线上,不能随便清理掉。

这是由阻焊层下方的锡/铅挤出引起的,或者只是简单的粘附。当锡/铅在回流焊或波峰焊过程中变成液体时,锡/铅会膨胀。焊球可以在轨道上形成。如果阻焊层很薄,焊料可能会在波接触期间润湿并留下一个球。

抗蚀剂上的焊料在波接触期间可能会变湿并留下焊球


5)焊球的位置很随机。

这种类型的缺陷通常是由波峰表面的飞溅引起的,这与波峰焊接参数有关。如果焊料在波分离时从印制板下降一段距离,则焊料可能会从熔池中飞溅回来。如果预热设置不正确或助焊剂用量增加,可能会影响助焊剂中溶剂的蒸发。在波浪上使用玻璃板应该会出现放气问题。

理想情况下,当玻璃接触波浪时,玻璃下方应有最少的可见气泡。应检查抗蚀剂和助焊剂的相容性,通常,掩膜有助于焊球粘附。

焊球是由波表面的飞溅引起





关键词: 12 种 PCB 焊缺陷     预防措施    

专家
2023-03-19 18:53:00     打赏
2楼

学习


专家
2023-03-19 18:54:31     打赏
3楼

学习


高工
2023-03-19 18:55:26     打赏
4楼

学习


高工
2023-03-19 22:05:06     打赏
5楼
谢谢

院士
2023-03-19 22:32:47     打赏
6楼

了解


院士
2023-03-20 08:06:29     打赏
7楼

感谢分享


高工
2023-03-20 08:56:34     打赏
8楼

谢谢分享


院士
2023-03-20 09:18:13     打赏
9楼

谢谢楼主分享的PCB措施~!


高工
2023-03-20 12:45:15     打赏
10楼

谢谢分享


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