SMT回流焊焊點(diǎn)暗淡是電子組裝中常見的外觀現(xiàn)象,其特征是焊點(diǎn)表面失去光澤,呈現(xiàn)粗糙、顆粒狀或灰暗的形態(tài)。這并非一個(gè)單純的審美問題,其本質(zhì)是焊點(diǎn)內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的直觀反映。

一、核心機(jī)理:冷卻速度與晶粒結(jié)構(gòu)

焊點(diǎn)暗淡的根本原因,在于焊料從液態(tài)凝固時(shí)的冷卻速度。當(dāng)冷卻速度較快時(shí),焊料合金中的原子來不及有序排列,形成大量細(xì)小的晶粒。這些微晶粒對(duì)光線的反射方向多樣,宏觀上便呈現(xiàn)出光亮、平滑的外觀。反之,若冷卻過程緩慢,原子有充足的時(shí)間遷移和排列,會(huì)形成粗大的晶粒結(jié)構(gòu)。粗大晶粒的晶界明顯,對(duì)光線的漫反射增強(qiáng),從而導(dǎo)致焊點(diǎn)表面看起來暗淡無光。


二、成因分析:材料與工藝的雙重影響

導(dǎo)致冷卻過慢及焊點(diǎn)暗淡的具體原因可分為兩類:

(一)材料因素:

1、焊料本身:使用過期、氧化或受污染的焊膏或焊錫絲,其合金成分或助焊劑已變質(zhì)。

2、基板與元件:PCB焊盤的電鍍層(如ENIG、HASL)或元件引腳的電鍍層(如錫鍍層)中含有超標(biāo)的雜質(zhì)(如磷、鉍等),會(huì)干擾正常焊接的冶金反應(yīng)。


(二)工藝因素(尤指回流焊):

1、冷卻速率不足:這是最主要的工藝原因?;亓骱笭t的冷卻區(qū)風(fēng)速或冷卻能力設(shè)置不當(dāng),無法使焊點(diǎn)在離開液相線后快速通過固態(tài)凝固區(qū)。

2、熱工藝不當(dāng):過高的峰值溫度或過長(zhǎng)的液相線以上時(shí)間,同樣會(huì)加劇焊料氧化和晶粒粗化。


三、影響與核心處理原則:為何“修飾”是禁忌

需要明確的是,一個(gè)因正常冷卻緩慢而形成的暗淡焊點(diǎn),其機(jī)械強(qiáng)度在初期通常是符合要求的。真正的風(fēng)險(xiǎn)在于對(duì)此現(xiàn)象的錯(cuò)誤處理。


絕對(duì)禁止為了追求外觀光亮,而使用烙鐵對(duì)已凝固的焊點(diǎn)進(jìn)行二次加熱或“修飾”。這一操作相當(dāng)于對(duì)焊點(diǎn)進(jìn)行了一次局部的、非受控的退火處理,會(huì)劇烈加速焊料與焊盤銅層之間脆性的金屬間化合物 的生長(zhǎng)。過厚的IMC層會(huì)顯著降低焊點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度和抗疲勞能力,使其在振動(dòng)或冷熱循環(huán)中更容易開裂,其對(duì)可靠性的致命損害遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過暗淡外觀所帶來的任何微小強(qiáng)度增益。


當(dāng)焊點(diǎn)出現(xiàn)大面積暗淡時(shí),應(yīng)將其視為一個(gè)工藝預(yù)警信號(hào)。正確的應(yīng)對(duì)之策是系統(tǒng)性地回溯和優(yōu)化工藝:檢查回流焊的冷卻曲線、驗(yàn)證溫度 profile、確認(rèn)物料狀態(tài)及可焊性。而針對(duì)單個(gè)焊點(diǎn),只要其潤(rùn)濕良好、形狀完整且功能正常,就應(yīng)接受其暗淡狀態(tài),將可靠性置于外觀之上。


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