知识点滴|空洞是怎样产生的?

随着电子行业的发展,越来越多多功能、体积小的元件应用于各种产品上,例如 QFN 元件和 LGA 元件,还有诸如储能和电源转换产品使用的MOS管等功率器件,他们都具有大的散热焊盘,随之而来的挑战就是影响散热和大电流的空洞问题亟需解决




一、空洞是如何产生的呢?

究其焊接空洞产生的原因,正常情况下,在BGA焊点焊膏中的助焊剂会被再流焊接过程中熔融焊锡的“聚合力”驱赶出去。绝大部分SMT焊点中出现的空洞都是因为在焊接过程中,熔融焊料凝固期间仍然出现截留有助焊剂,焊锡膏中的助焊成分FLUX在高温中有机物裂解产生的气泡没有足够的时间及时逸出,待冷却后就形成了焊接空洞。




二、产生空洞的原因有哪些?

产生空洞主要是由以下几个原因:

1、焊膏。焊膏的合金成分的不同,颗粒的大小,在锡膏印刷的过程中会造成气泡在回流焊接时会继续残留一些空气,经过高温气泡破裂后会产生空洞。

2、PCB焊盘表面处理方式。焊盘表面处理对于产生空洞的也有着至关重要的影响。

3、回流曲线设置。回流焊温度如果升温过慢或者降温过快都会使内部残留的空气无法有效排除。

4、回流环境。这就是设备是否是真空回流焊对一个参考因素了。

5、焊盘设计。焊盘设计合不合理,也是一个很重要的原因。

6、微孔。这是一个容易被忽视的点,如果没有预留微孔或者位置不对,都可能产生空洞。




三、空洞的影响

空洞的危害是焊点中常见的现象,空洞对焊点的危害较大,统计分析显示,与空洞有关的失效占到了PCBA失效的20%。

空洞的两种危害:

1、减少有效焊接面积﹐削弱焊接强度﹐降低可靠性。

2、推挤焊锡﹐导致焊点间短路。





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总 结


随着SMT行业的高速发展,组装密度越来越高(BGA、QFN、CSP、Fine  Pitch  IC等器件的应用),元器件越来越小型化(1005、01005元器件的应用越来越普遍),PCB基板层数的增加 ,对SMT制造工艺提出了新的挑战。因此,严格控制BGA、QFN、CSP器件的空洞(气泡、界面微洞)将变得尤为重要。

为了满足IPC 标准,空洞形成使许多PCB电路板设计师、PCBA焊接EMS代工厂商和质量控制人员都倍感头痛。一旦这些器件的空洞面积超过IPC的标准,不但影响BGA、QFN、CSP器件的机械性能,而且还影响电气性能。

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