PCBA科技 - OSP表面處理PCB焊接不良原因分析

焊接不良的原因分析及改進對策 外包服務提供者表面處理印刷電路板

外包服務提供者 是一種銅箔表面處理工藝 印刷電路板, 符合RoHS指令的要求.

1 介紹 印刷電路板 是現代電子產品不可或缺的資料. 隨著 表面貼裝科技（表面貼裝） and integrated circuit (IC) technology, 印刷電路板 需要滿足高密度的發展要求, 高平面度, 高可靠性, 孔徑較小, 和更小 襯墊, 以及 印刷電路板 表面處理和製造環境越來越高. 外包服務提供者 表面處理是一種常見的 印刷電路板 現時的表面處理科技. 它是生長一層0.2. ~ 0.用化學方法在清潔裸銅表面形成5.微米有機膜. 這種薄膜具有抗氧化性, 抗熱震性, 室溫下的抗濕性, 並且可以保護銅表面免受氧化或硫化. 在隨後的高溫焊接中, 保護膜必須通過助焊劑輕鬆快速地去除，以暴露乾淨的銅表面，並與熔融焊料結合，在很短的時間內形成固體焊點.

與其他表面處理相比, 外包服務提供者表面處理 has 這個 following advantages and disadvantages: A 外包服務提供者 表面平整均勻, 膜厚為0.2 ~ 0.5um, 哪個適合 印刷電路板 屬於 表面貼裝 密集組件； b. 外包服務提供者 薄膜具有良好的抗熱震性, 適用於無鉛加工和單面和雙面板加工, 與任何焊料相容； c. 在水溶性操作中, 溫度可以控制在80攝氏度以下, 不會引起基板彎曲變形問題； d. 良好的操作環境, 減少污染, 生產線易於自動化； e. 這個過程相對簡單, 產量高，成本低； f. 缺點是形成的保護膜很薄, 和 外包服務提供者 電影 is easy to scratch (or scratch); g. 多次高溫焊接後 印刷電路板, 外包服務提供者 電影 (referring to 外包服務提供者 未焊接的膠片 襯墊) will change color, 裂紋, 薄的, 並氧化, 影響可焊性和可靠性； h. 有很多種藥劑, 不同的内容, 質量參差不齊, 等等.

2. 實際生產過程中的問題描述, 外包服務提供者 印刷電路板板 is prone to 表面 discoloration, 膜厚不均勻, out of tolerance (too thick or too thin), 以及其他問題； 在…的後期 印刷電路板 生產, 如果形成 印刷電路板 儲存和使用不當, 容易出現焊接問題，如 襯墊 氧化, 可憐的錫 襯墊, 無法形成固體焊點, 假焊接, 焊料不足； 什麼時候 表面貼裝 生產雙面板的第二面與錫爐焊接, 容易出現回流焊不良等問題, 焊點處的銅洩漏, 外觀不符合ipc3標準, 錫爐焊接缺陷率高.

3、案例分析：某公司的外包服務提供者表面處理印刷電路板產品在表面貼裝的第一面生產時，元件焊盤上的錫良好，在生產第二面時，通過熔爐後的連接器上的錫和某些位置的元件焊盤上的錫較差，焊料在焊盤上存在一些抗潤濕和阻焊問題，如下圖1所示。 在這種情況下，印刷電路板是外包服務提供者表面處理方法，表面貼裝工藝是無鉛工藝。 根據對基本焊接原理的分析和實際工程經驗，阻焊和抗潤濕的發生與印刷電路板表面焊盤的可焊性直接相關。 囙此，本案例的分析思路是通過外觀檢查、用异丙醇（IPA）和鹽酸清洗不良焊盤，然後在協力廠商實驗室使用EDs進行成分分析，找出外包服務提供者可焊性差的原因，並給出相應的改進對策。

1錫塗層不良

3.1分析過程a. 用顯微鏡觀察缺陷產品, 結果發現，表面潤濕性很差 PCBA, 潤濕性差 襯墊 是一個球形不規則網絡, 和 印刷電路板 襯墊 呈現清晰的不可焊形態, 如上圖1所示.

b、用异丙醇（IPA）清潔焊盤，並將其浸入255oc錫槽中5秒鐘。 驗證目的：如果因异物污染導致不潤濕，可在IPA清洗後潤濕錫。 結論：IPA清洗不利於焊盤上的錫，表明焊盤上錫的失效不是由异物覆蓋引起的[3]，如圖2所示。

2 IPA清洗前後焊盤上錫的比較

c. 清潔焊料 襯墊 在鹽酸潤濕性差的情况下，將其浸入255oc錫槽中5秒鐘. 驗證目的：如果因以下原因導致不潤濕： 襯墊 氧化, 鹽酸清洗後可以潤濕錫. 結論：用鹽酸清洗後，焊料潤濕良好, 這表明非潤濕表面上存在金屬氧化物 襯墊, which makes 這個 solder unable to be wetted during 這個 welding process [3].

3鹽酸清洗前後焊盤上錫的比較

d、應針對焊接拒絕位置進行EDS分析。 驗證目的：分析焊盤表面不良位置的元素組成，以確定錫應用不良的根本原因。 結論：無焊盤區域的銅絕對占主導地位，表明其未被焊料覆蓋，不存在其他金屬污染； 被拒焊接區域的焊料邊緣區域中存在碳、氧和其他元素，這是由焊接工藝和空氣中成分的影響[3]引起的，如圖4所示。

4不良位置的EDS分析

e.印刷電路板可焊性 test. 根據IPC j-std-003b中測試A1的方法, 這個 可焊性試驗 shall be carried out after simulating one reflow soldering of 這個 印刷電路板 光學板和光學板在同一週期內. 驗證目的：比較 印刷電路板 在光滑板和類比的一次回流爐之間. 結論：焊料上的錫 襯墊 同一週期 印刷電路板 light plate 很好, 和 appearance meets the IPC requirements, 如圖5所示； 一次回流後, the 外包服務提供者 薄膜變質變薄, 的可焊性 印刷電路板 變得貧窮, 還有一些 襯墊s潤濕性差, 如圖6所示.

4.1改進措施4.1選擇合適的外包服務提供者藥水。 外包服務提供者資料有3種：松香、活性樹脂和唑。 現時，應用最廣泛的是惡唑外包服務提供者。 惡唑外包服務提供者已經改進了約6代，現在分解溫度可高達354.9攝氏度[4,5]，適用於無鉛工藝和多次回流焊。 印刷電路板生產前，應根據產品的生產工藝選擇合適的藥液。

4.2在印刷電路板生產過程中，應嚴格控制外包服務提供者膜的厚度和均勻性。 外包服務提供者工藝的關鍵是控制保護膜的厚度。 薄膜厚度太薄，抗熱震性差。 在回流焊過程中，薄膜無法承受高溫、開裂和變薄，容易導致焊盤氧化，影響可焊性； 如果漆膜厚度過厚，則在焊接過程中無法很好地溶解並被焊劑去除，這也會導致焊接不良。

4.2.1 外包服務提供者板生產工藝流程：出板-除油-水洗-微腐蝕-水洗-預浸料-去離子水洗-乾燥-上保護膜（外包服務提供者）-乾燥-去離子水洗-乾燥-乾燥-收板

4.2.2影響外包服務提供者膜厚的主要因素A.除油。 脫脂效果直接影響成膜質量。 如果除油效果差，則成膜厚度不均勻。 一方面，可以通過分析溶液將濃度控制在工藝範圍內。 另一方面，檢查脫脂效果是否良好。 如果脫脂效果不好，應及時更換脫脂液。

b、微侵蝕。 微蝕刻的目的是形成粗糙的銅表面以形成薄膜。 微刻蝕的厚度直接影響成膜速率。 為了形成穩定的膜厚，有必要保持微刻蝕厚度的穩定性。 一般來說，微刻蝕厚度宜控制在1.0～1.5um。 在每班生產之前，需要量測微蝕刻速率，並根據微蝕刻速率確定微蝕刻時間。

c、預浸料。 預浸料可以防止有害離子（如氯離子）損壞外包服務提供者圓筒溶液。 外包服務提供者預浸料圓筒的主要功能是加速外包服務提供者膜厚度的形成，並處理其他有害離子對外包服務提供者圓筒的影響。 預浸料溶液中含有適量的銅離子，可以促進複合保護膜的形成，縮短浸塗時間。 一般認為，由於銅離子的存在，烷基苯並咪唑在預熔劑溶液中與銅離子發生了一定程度的絡合。 當具有一定聚集度的絡合物沉積在銅表面形成複合膜時，它可以在短時間內形成較厚的保護層，囙此起到複合加速器的作用。 如果預浸料中烷基苯並咪唑或類似成分（咪唑）的含量很低，當銅離子過量時，預浸料溶液會過早老化，需要更換。 囙此，有必要重點控制預浸料的濃度和時間。

d、外包服務提供者主要成分的濃度。 烷基苯並咪唑或類似組分（咪唑）是外包服務提供者溶液中的主要組分，其濃度是决定外包服務提供者膜厚的關鍵。 在生產過程中，需要監測外包服務提供者溶液的濃度。

e、溶液的PH值。 pH值的穩定性對成膜速率有很大影響。 為了保持pH值的穩定性，向溶液罐中加入一定量的緩衝液。 通常，如果pH值控制在2.9~

3.1，可以獲得中等厚度的緻密、均勻的外包服務提供者膜。 當pH值較高且pH>5時，烷基苯並咪唑的溶解度降低，油沉澱； 當pH值較低且pH<2時，形成的膜將部分溶解。 囙此，有必要重點監測pH值。

f、溶液溫度。 溫度的變化對成膜速率也有很大影響。 溫度越高，成膜速度越快。 囙此，有必要控制外包服務提供者罐的溫度。

g、成膜時間（浸塗時間）。 在確定的外包服務提供者槽液組成、溫度和pH值下，成膜時間越長，成膜時間越厚。 囙此，有必要控制成膜時間。

4.2.3 外包服務提供者膜厚檢測現時，大多數印刷電路板工廠使用紫外光譜儀量測外包服務提供者膜厚。 其原理主要是利用咪唑化合物在外包服務提供者膜中在紫外區域的强吸收特性，然後通過量測最大吸光度來計算外包服務提供者膜厚度。 該方法簡單易行，但測試誤差較大。 另一種方法是使用FIB科技量測外包服務提供者膜的實際厚度[6]。 印刷電路板製造商需要在生產過程中使用適當的方法來檢測和控制外包服務提供者膜的厚度，以確保外包服務提供者膜的厚度符合標準要求。

4.3 外包服務提供者板的包裝和儲存要求由於外包服務提供者膜非常薄，如果長時間暴露在高溫和高濕度下，印刷電路板表面將被氧化，可焊性將變差。 回流焊後，印刷電路板表面的外包服務提供者也會開裂和變薄，容易導致印刷電路板銅箔氧化，可焊性差。

4.3.1 外包服務提供者板包裝要求：外包服務提供者板的來料應真空包裝，並附有乾燥劑和濕度顯示卡。 印刷電路板板之間應使用隔離紙，以避免刮傷或摩擦損壞外包服務提供者膜。

4.3.2 外包服務提供者板不得直接暴露在陽光下。 應在相對濕度30～70%、溫度15～30℃的環境中儲存不超過6個月。 建議使用專用防潮櫃進行儲存。 如果印刷電路板潮濕或過期且無法烘烤，則只能返回印刷電路板工廠進行外包服務提供者返工。

4.4. 表面貼裝 A段外包服務提供者板的使用及注意事項。在打開印刷電路板之前，檢查印刷電路板封裝是否損壞，濕度顯示卡是否變色。 如果損壞或變色，則不能使用。 開封後8小時內要求線上生產。 建議盡可能多地使用未密封的資料。 未完成的印刷電路板或尾數應及時真空包裝。

b、有必要控制表面貼裝車間的溫度和濕度。 建議車間溫度：25±3攝氏度，濕度：50±10%。 在生產過程中，禁止徒手直接接觸印刷電路板焊盤表面，以防止汗液污染、氧化和焊接不良。

c、印製有錫膏的印刷電路板應儘快粘貼，元件應通過熔爐。 儘量避免因印刷錯誤或安裝問題而導致的洗版，因為洗版會損壞外包服務提供者膜。 如果確實需要清洗盤子，不允許用高揮發性溶劑浸泡或清洗。 建議使用75%酒精染色的無紡布擦拭錫膏。 清潔後的印刷電路板應在2小時內焊接。

d、表面貼裝單面貼片完成後，第二面表面貼裝組件應在24小時內安裝，dip（插入式）組件的選擇性焊接或波峰焊最多應在36小時內完成。

e. 由於 印刷電路板 具有 外包服務提供者表面處理 is worse than that of the 印刷電路板 粘貼其他表面處理, 焊點容易露出銅. 這個 opening of the steel mesh can be appropriately increased in the design. 建議根據 襯墊 1:1.05或1:1.1, 但要注意晶片組件的防錫珠處理.

f. When the peak 溫度 and reflow time of 外包服務提供者 電路板回流焊滿足焊接質量, 建議盡可能偏離過程視窗的下限, 峰值溫度和回流時間應盡可能低； 生產雙面板時, it is recommended to appropriately lower the temperature of the first side (small component side) and set the temperature of both sides separately to reduce the damage of high temperature to 外包服務提供者 電影. 如果可能的話, nitrogen 生產 is recommended, which can effectively improve the poor 氧化 welding of the second side 襯墊 雙面的 外包服務提供者 印刷電路板板.

5. Conclusi上re are many factors affecting the poor welding of 外包服務提供者表面處理印刷電路板, 如成分和質量 外包服務提供者 飲劑, 厚度, and 制服ity of 外包服務提供者 電影, 包裝和儲存 外包服務提供者 板, 使用和時間控制 表面貼裝 部分, and the process parameters in the 生產 process (such as steel mesh opening, 爐膛溫度, 等.). 其中, 質量 外包服務提供者 解決方案 and 厚度和均勻性 外包服務提供者 電影 are the preconditions to ensure the welding quality. 這個 welding defects caused by these 印刷電路板 製造問題很難甚至不可能通過 表面貼裝 生產過程. 因此, 提高並確保良好的焊接質量, the 印刷電路板 工廠需要嚴格控制關鍵工藝參數 印刷電路板 製造業, 確保質量 外包服務提供者 膠片和 印刷電路板 生產質量； 這個 印刷電路板 生產後應嚴格按照 外包服務提供者 板 表面貼裝 嚴格按照使用時間進行控制； 控制和優化工藝參數，如鋼網開口和爐溫, 並製定一個完美的 外包服務提供者 印刷電路板板 production process.