PCB中常見的焊接工藝問題

氧化作用

快速氧化是與對流回流焊或波峰焊過程中高溫和氧氣存在相關(guān)的常見問題。氧化可能會引起金屬表面的某些降解及其環(huán)境穩(wěn)定性，從而影響電阻組件和電子硬件的壽命。

氧化程度取決于更多因素，第二重要的因素（僅次于溫度本身）是選擇助焊劑的一部分，該助焊劑是焊膏的一部分。更具“侵蝕性”的助焊劑可改善焊料的潤濕性和焊點強度，另一方面，它會增加氧化程度，需要徹底的清潔工藝以清除所有助焊劑殘留物。盡管有通常的做法， 由于這個原因，大多數(shù)組件制造商仍不建議使用高活化焊劑。

建議避免在惰性氣體（通常為氮氣）中進行焊接，以免使用高活化助焊劑，并以此作為抑制焊接過程中存在的氧氣的方法。氮的使用還顯著增加了潤濕力，因此改善了焊點質(zhì)量。當然，主要的缺點是安裝過程成本的增加。

組件位移

在電路板安裝過程中，尤其是在使用對流IR回流焊爐進行批量生產(chǎn)期間，可能會發(fā)生一些組件位移。組件位移是由熱流期間表面張力的變化引起的。組件移動到“*小能量”的位置，可以觀察到：

組件自對準–如果PCB焊盤設(shè)計正確且熱分布均勻，則組件將自動對準位置–這是理想的安裝過程和PCB布局設(shè)計目標階段。

在組件“游動”移動期間，已安裝的零件偏斜于其PCB焊盤中心位置的外部。當一側(cè)向上抬起組件時，會出現(xiàn)“墓碑效應(yīng)”（參見圖）。這些不良的元件放置現(xiàn)象是由焊接過程中元件側(cè)面之間的不均勻潤濕力引起的。有許多因素會影響這些問題，例如：

連接到焊盤的熱容量不同

墊設(shè)計布局和位置

錫膏印刷錯位

兩個終端之間的潤濕性差異

錫膏應(yīng)用錯誤

錯誤的拾取和放置過程將焊膏內(nèi)部的一個端子推得更緊

未對齊的元件放置

短而寬的端接以及薄型和輕型設(shè)備（例如微型電容器和電阻器）的邏輯墓碑發(fā)生頻率更高。潤濕力隨切屑尺寸而變化。向下的力隨切屑尺寸的平方而變化。

放氣

許多組件設(shè)計使用的非密封，基于環(huán)氧的包裝具有微孔結(jié)構(gòu)，可充當水分殘留物收集器。雖然組件本身的設(shè)計和構(gòu)造使其能夠根據(jù)其規(guī)格可靠地運行，但是在高溫板安裝過程中可能會發(fā)生一些除氣和快速的水分蒸發(fā)。

如果回流條件（例如預(yù)熱和溫度梯度）在制造商規(guī)定的范圍內(nèi)，則除氣本身可能不會對組件本身構(gòu)成危險。但是，高密度安裝的PCB會出現(xiàn)問題，在這種情況下，小型和輕型組件放置在非?？拷笮徒M件的位置。在這種情況下，大型部件的排氣可能會吹散并置換附近的小部件。舉例來說，7343 SMD貼片鉭電容器可能會將與電容器本體非?？拷胖玫男⌒?201 MLCC電容器燒斷。

預(yù)防和建議特別是對于人口稠密的PCB將是使用干燥包裝的組件或使用適當?shù)念A(yù)干燥工藝以從組件包裝中去除*大的水分。

硫污染

硫污染主要與以Ag系統(tǒng)為內(nèi)部終端的厚膜貼片電阻器的使用和可靠性有關(guān)。內(nèi)部端子中的銀非常容易受到硫的污染，硫會在片式電阻器中產(chǎn)生硫化銀。銀極易與硫結(jié)合，以致硫通過外部終端層擴散到內(nèi)部終端而形成硫化銀。不幸的是，硫化銀使端接材料不導(dǎo)電，并有效地提高了電阻值，直到其基本上斷路為止。在這種情況下，反應(yīng)速度受硫氣體密度，溫度和濕度的影響很大。安裝過程中，此過程可能已經(jīng)因熱應(yīng)力而開始或被抑制。厚膜貼片電阻器的硫污染。

在各種類型的機油和潤滑劑，橡膠墊圈，軟管，皮帶和索環(huán)，連接器中，以及在某些電子設(shè)備所處的空氣中，都可以發(fā)現(xiàn)硫。硫化銀污染是一種潛在的失效模式，無法檢測到在制造電阻器時以及將電阻器安裝到其電路中時。

鈍化不完*或未對準，電鍍不完*以及內(nèi)部端子使用低鈀材料等因素會加速芯片上硫化銀的形成，并導(dǎo)致比預(yù)期更快的失敗。這些問題都有解決辦法，但是所有這些都涉及增加的制造成本，這在考慮厚膜貼片電阻器時從來沒有流行過。[16]

建議采用惰性氣體氣氛安裝（如本章中所述）作為預(yù)防措施，以抑制硫化物污染問題。

TCE不匹配為制造商提出了關(guān)鍵的組件構(gòu)造挑戰(zhàn)之一。正確材料的選擇和開發(fā)是在耐用性，規(guī)格和成本之間取得平衡的關(guān)鍵，因此，它可以成為針對不同應(yīng)用，溫度范圍和可靠性水平的產(chǎn)品之間的主要區(qū)別之一。

該端子焊接完成取決于安裝過程（見前面的章節(jié)）和焊接型（錫鉛/無鉛......）?？惯w移終止子層用于抑制擴散和氧化過程，這些過程可能會降低儲存期間的終止可焊性?？惯w移層的選擇取決于引線類型和組件。鎳層通常用作出色的擴散阻擋層，但它在較厚的層中易碎，因此對于扁平端子（例如MLCC片狀電容器），其厚度為1-2mm，而在“彎曲的J引線”鉭端子上，鎳厚度厚度僅為0.1-0.2 mm，因為較厚的鎳會在彎曲區(qū)域開裂，從而導(dǎo)致擴散，金屬間合金的生長以及可焊性的降低。

水分以及溫度和電壓是擴散和氧化降解過程的主要促進因素之一。因此，當今許多組件正在使用某種形式的防潮層，例如硅/油浸漬或干式填充。建議使用干包裝作為預(yù)防措施，以抑制所有組件上的安裝熱問題。如果無法使用干包裝或不可行，則建議使用某些組件在安裝之前進行預(yù)干燥處理，以抑制組件的歷史記錄/存儲/制造中與濕度有關(guān)的變化。