1.前言:
锡珠是印制板焊接过程中常见的缺陷之一,目前印制线路板及元件密度高、间距小,在受震或使用过程锡珠可能会脱落,产品受热后锡珠可能再次出现受热重熔,造成元器件或电路连接短路,锡珠的存在不仅影响了电子产品的外观,也对PCBA整机的可靠性埋下质量隐患。而印制板一般需要经历回流焊及波峰焊实现各种器件与PCB的电气连接,但是往往波峰焊、回流焊焊接后中PCB都有几率产生锡珠,尤其在波峰焊焊接过程中,PCB的多排插件孔,特别是在64芯或96芯插座的焊点周围,插件波峰焊后Pin脚附近的PCB阻焊油墨表面会存在大量细小的锡珠,如图1所示。 PC-A-610C检验标准中对锡珠的检验要求作了如下定义:当焊盘间距或印制导线间距的尺寸
为0.13mm时,锡珠直径不能超过0.13mm,或者在600mm范围内不能出现超过5个锡珠。如图1免清洗助焊剂,波峰焊生产后锡珠的直径存在一定的差异性,较小锡珠的直径在50μm左右,而较大的锡珠直径可达到185μm(超过标准要求0.13mm),如果不在波峰焊后对锡珠进行人工清理,锡珠的数量难以直接符合IPC-A-610C的接收标准要求。波峰焊锡珠的残留降低了焊接的质量,增加了检验和返修的人工费用。假如出厂的PCBA还存在着没有被检查出来的锡珠,有可能会影响设备的正常运行,而引起严重后果。
2.锡珠的粘附分析:
锡珠的残留是由于阻焊油墨与锡珠间发生结合,所以锡珠残留机理分析的第一步应当对锡珠的结合界面观察分析。使用扫描电镜观察锡珠微观形貌,使用X射线能谱仪对锡珠表面进行EDS元素分析,结果如图2所示。
由图2可知,测试板经波峰焊后,在扫描电镜的背散射成像模式下(样品成分信息观察),锡珠表面与阻焊表面均存在一层黑异物,经元素分析未发现主要特征元素为C、O、Al、S、Cl、Cu、Sn,C(碳)含量(75.02%)、O(氧)含量(21.12%)明显偏高,说明黑异物可能为波峰焊后锡珠表面残留的助焊剂。