“必威betway官网网页登录”波峰焊接孔孔铜缺失的失效机理简析

本文摘要：插件孔是构建PCB有所不同层线路点对点的主要桥梁，因而其孔内铜层的完整性沦为PCB倍受注目的热点之一。

插件孔是构建PCB有所不同层线路点对点的主要桥梁，因而其孔内铜层的完整性沦为PCB倍受注目的热点之一。仍然以来，孔无铜的过热案例屡见不鲜，严重影响PCB的性能和可靠性。

在焊过程出现异常时，孔铜被锡岩溶（浸析现象）是造成孔无铜的少见过热原因之一，目前有关此类过热案例的分析文章尚少，本文融合一例波峰焊后锡溶铜造成的孔无铜过热案例，对波峰焊后焊面孔铜缺陷的机理展开简析。1波峰焊相接概述波峰焊是所指将熔融的软钎焊漆，经电动泵或电磁泵喷流成设计拒绝的焊料波峰，均可通过向焊料池流经氮气来构成，使预先装有元器件的印制板通过焊料波峰，构建元器件焊端或插槽与印制板焊盘之间机械与电气相连的软钎焊。波峰焊的主要工艺流程：将元件放入适当的元件孔中→预涂助焊剂→实蒸（温度90－100℃，长度1～1．2m）→波峰焊（220－240℃）→手术多余插件脚→检查。图1波峰焊示意图2过热案例分析2．1案例背景某PCB板在已完成波峰焊后外观检查找到SS面（即波峰焊相接接续面）整排1．5mm插件孔均经常出现缺陷的现象，其余方位外观上锡较好，并未找到孔环缺陷现象，不良率为0．67％，其表面处置为有铅喷出锡（HASL）。

不当板孔环缺陷方位证实如图2右图：通过立体显微镜仔细观察PCB板不当方位的孔环情况，找到不当孔孔环方位无原始的铜层，部分方位已裸露出基材。通过查询涉及生产信息由此可知，该PCB板的生产流程还包括化学沉铜、负片电镀（最小孔壁铜薄拒绝为20μm）、磨板、酸性转印、有铅喷出锡等。

2．2过热模式分析及定位根据该板的生产流程由此可知，有可能造成孔环缺陷的原因主要有：酸性转印的药水对铜的咬蚀，有铅喷出锡对铜的岩溶和波峰焊相接锡对铜的岩溶等。现对不当板的孔环缺陷方位和板上其它并未展开波峰焊相接的PTH孔展开横向切片分析对比，如图3右图：从图3可以显现出，对于表面处置为有铅喷出锡的PCB板，并未展开波峰焊相接的PTH孔的孔铜仅有被喷出锡过程咬掉4．4μm的厚度。而波峰焊后的PTH孔在波峰焊相接接续面孔环缺陷的不良现象（如孔环缺陷方位－2右图），焊中止面孔的环的孔铜原始，因而可以回避不当孔的孔铜缺陷是由有铅喷出锡对铜的岩溶造成的。

另外，在不当孔的孔口方位有部分铜残余，残余的铜层厚度为14．9μm，阻焊下的铜层完好无缺，厚度为46．6μm，解释在阻焊工序之前孔环方位孔环铜薄满足要求，可以回避不当孔的孔铜缺陷是由酸性转印过程中被药水咬蚀造成。因此，推测不当孔的孔环铜层有可能是在先前展开波峰焊相接时出现异常，造成铜被锡岩溶的过热。

2．3过热模式证实为了更进一步检验不当孔孔铜缺陷的真因，现对过热孔环方位展开横向切片分析，证实其过热模式，如图4右图：不当孔的孔铜在波峰焊之后，沿着焊接续面到中止面，孔铜由厚到薄交错，孔环、孔口和内侧孔壁铜皆被逐步岩溶，且焊接续面的孔环和孔口铜层优先被咬蚀整洁，而孔内靠近波峰面的孔环和孔壁铜则比较原始，被咬蚀丢弃的厚度较严重。2．4孔铜的浸析机理简析在焊过程中，焊料正处于熔融状态，浸泡熔融焊料的PCB板的铜会向锡中蔓延和沉淀，在生产中将这种现象称作浸析现象或“岩溶”现象。

再次发生浸析现象的本质，是由于金属铜与液态焊料的金属锡之间不存在着较好的亲和力。波峰焊接所使用的焊料分成有铅和无铅焊料，在各种焊料中Sn都是主要成分，铜在锡的沉淀亲率各不相同许多因素：焊时的温度、焊料成分，以及焊时间和焊料的流动速度等。

在生产过程中，这些参数出现异常可能会造成孔铜被锡岩溶的不良现象。3提高建议铜在锡的沉淀亲率各不相同焊时的温度、焊料成分，以及焊时间和焊料的流动速度等因素。因此，可以通过以下方法掌控铜的岩溶程度：（1）准确设置波峰焊的温度曲线，并通过定期检测动态温度曲线来调节温度曲线；（2）必要延长焊时间，防止PCB板的铜长时间认识锡料；（3）定期清扫锡渣，强化设备的日常确保，让设备可以长时间工作，防止出现卡板、波峰失衡等现象。4结论在波峰焊中，一些生产出现异常不会造成PCB板的插件孔浸泡锡料的时间过久，孔铜会被逐步浸析沉淀，沉淀在锡料的Cu随着时间的缩短不会更加多，不会造成锡料的黏度减少以及锡料熔点下降等问题。

在实际生产中，不应规范操作者，严苛管控焊温度和焊时间等工艺参数，提高人员的操作技能等，避免PCB板在生产过程中经常出现孔铜岩溶的过热现象。

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