PCB科技 - PCB焊接氣孔的原因及處理方法

PCB焊接是通過焊接技術將電子元件固定在電路板上的過程。 該過程包括通過加熱的焊點將元件與電路板上的銅箔結合，以實現電力連接和機械固定。 PCB焊接是電子器件和電子產品製造中不可或缺的工藝之一，直接影響到整個電路板的質量和效能。

孔隙率通常是一個與pcb焊接接頭有關的問題。 特別是當使用PCB科技回流焊膏時，在無引線陶瓷晶片的情况下，大多數大孔隙（＞0.0005英寸/0.01毫米）位於LCCC焊點和印刷電路板焊點之間。 同時，在LCCC城堡附近的角焊縫中，只有少數小孔。 氣孔的存在會影響焊接接頭的力學性能，並會損害接頭的强度、延展性和疲勞壽命。 這是因為孔隙的生長將結合成可擴展的裂紋並導致疲勞。 氣孔還會新增焊料的應力和協方差，這也是造成損壞的原因。 上海SMT晶片加工廠指出，除此之外，焊料在凝固過程中收縮、廢氣分層以及焊接電鍍通孔時夾帶的焊劑也是造成氣孔的原因。

在PCB焊接過程中，形成孔隙的機制更為複雜。 一般來說，孔隙是由回流過程中夾層結構中焊料中夾帶的焊劑排出引起的（2，13）。 氣孔的形成主要由金屬化區域的可焊性决定，並隨著焊劑活性的降低、粉末金屬負載的新增和引線接頭下覆蓋面積的新增而變化。

减小焊料顆粒的尺寸只能新增孔隙率。 此外，孔隙的形成還與焊料粉末的聚結和固定金屬氧化物的消除之間的時間分配有關。 焊膏越早聚結，形成的空隙就越多。 通常，大孔隙的比例隨著總孔隙的新增而新增。 與總氣孔分析結果所顯示的情况相比，那些導致氣孔的指導因素將對焊接接頭的可靠性產生更大的影響。 一些電路板焊接公司指出，控制氣孔形成的方法包括：

1.提高PCB元件/襯衫底部的可焊性；

2.使用通量活性較高的通量；

3.减少焊料粉末氧化物；

4.使用惰性加熱氣氛。

5.在回流之前放慢預熱過程。

與上述情况相比，BGA組件中孔隙的形成遵循略微不同的模式。 一般來說。 在使用錫63焊料塊的BGA組件中，孔隙主要在板級組件階段生成。 在預鍍錫印刷電路板上，BGA連接器中的孔隙量隨著溶劑的揮發性、金屬成分和回流溫度的新增而新增，並且還隨著顆粒尺寸的减小而新增。 這可以用决定焊劑排放速率的粘度來解釋。

根據該模型，在回流溫度下具有較高粘度的助熔劑介質將防止助熔劑從熔融焊料中排出。 囙此，新增夾帶通量的量將新增排放速率。 氣體的可能性，導致BGA組件中的孔隙率更大。 在不考慮固定金屬化區的可焊性的情况下，焊劑的活性和回流氣氛對孔隙產生的影響似乎可以忽略不計。 大孔隙的比例會隨著總孔隙的新增而新增，這表明BGA中導致孔隙的因素對焊接接頭可靠性的影響比總孔隙分析結果所顯示的更大。 這種影響類似於SMT過程中空心都市的情况。

當焊膏處於加熱環境中時，焊膏回流分為五個階段。 首先，用於實現所需粘度和絲網印刷效能的溶劑開始蒸發，溫度上升必須緩慢（每秒約3°C），以限制沸騰和飛濺，防止形成小錫珠。 此外，一些部件對內部應力更敏感。 如果PCB組件的外部溫度上升過快，將導致損壞。

焊劑處於活動狀態，化學清洗動作開始。 水溶性助熔劑和無清潔助熔劑具有相同的清潔作用，但溫度略有不同。 從要粘合的金屬和焊料顆粒中去除金屬氧化物和某些污染物。 良好的冶金錫焊料接頭需要“乾淨”的表面

當溫度持續升高時，焊料顆粒首先單獨熔化，開始液化和表面錫吸收的“暗草”過程。 這覆蓋了所有可能的表面，並開始形成焊點。

這個階段是最重要的。 當單個焊料顆粒全部熔化時，它們結合形成液態錫。 此時，表面張力開始形成焊脚的表面。 如果元件引脚和PCB焊盤之間的間隙超過4密耳，很可能是由於PCB表面張力使引線與焊盤分離，從而導致錫點開路。 在冷卻階段，如果冷卻速度快，錫點强度會略大，但不應過快而在電子元件內部引起溫度應力。