PCB中常見(jiàn)的焊接工藝問(wèn)題

氧化作用

快速氧化是與對(duì)流回流焊或波峰焊過(guò)程中高溫和氧氣存在相關(guān)的常見(jiàn)問(wèn)題。氧化可能會(huì)引起金屬表面的某些降解及其環(huán)境穩(wěn)定性，從而影響電阻組件和電子硬件的壽命。

氧化程度取決于更多因素，第二重要的因素（僅次于溫度本身）是選擇助焊劑的一部分，該助焊劑是焊膏的一部分。更具“侵蝕性”的助焊劑可改善焊料的潤(rùn)濕性和焊點(diǎn)強(qiáng)度，另一方面，它會(huì)增加氧化程度，需要徹底的清潔工藝以清除所有助焊劑殘留物。盡管有通常的做法， 由于這個(gè)原因，大多數(shù)組件制造商仍不建議使用高活化焊劑。

建議避免在惰性氣體（通常為氮?dú)猓┲羞M(jìn)行焊接，以免使用高活化助焊劑，并以此作為抑制焊接過(guò)程中存在的氧氣的方法。氮的使用還顯著增加了潤(rùn)濕力，因此改善了焊點(diǎn)質(zhì)量。當(dāng)然，主要的缺點(diǎn)是安裝過(guò)程成本的增加。

組件位移

在電路板安裝過(guò)程中，尤其是在使用對(duì)流IR回流焊爐進(jìn)行批量生產(chǎn)期間，可能會(huì)發(fā)生一些組件位移。組件位移是由熱流期間表面張力的變化引起的。組件移動(dòng)到“*小能量”的位置，可以觀察到：

組件自對(duì)準(zhǔn)–如果PCB焊盤設(shè)計(jì)正確且熱分布均勻，則組件將自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)位置–這是理想的安裝過(guò)程和PCB布局設(shè)計(jì)目標(biāo)階段。

在組件“游動(dòng)”移動(dòng)期間，已安裝的零件偏斜于其PCB焊盤中心位置的外部。當(dāng)一側(cè)向上抬起組件時(shí)，會(huì)出現(xiàn)“墓碑效應(yīng)”（參見(jiàn)圖）。這些不良的元件放置現(xiàn)象是由焊接過(guò)程中元件側(cè)面之間的不均勻潤(rùn)濕力引起的。有許多因素會(huì)影響這些問(wèn)題，例如：

連接到焊盤的熱容量不同

墊設(shè)計(jì)布局和位置

錫膏印刷錯(cuò)位

兩個(gè)終端之間的潤(rùn)濕性差異

錫膏應(yīng)用錯(cuò)誤

錯(cuò)誤的拾取和放置過(guò)程將焊膏內(nèi)部的一個(gè)端子推得更緊

未對(duì)齊的元件放置

短而寬的端接以及薄型和輕型設(shè)備（例如微型電容器和電阻器）的邏輯墓碑發(fā)生頻率更高。潤(rùn)濕力隨切屑尺寸而變化。向下的力隨切屑尺寸的平方而變化。

放氣

許多組件設(shè)計(jì)使用的非密封，基于環(huán)氧的包裝具有微孔結(jié)構(gòu)，可充當(dāng)水分殘留物收集器。雖然組件本身的設(shè)計(jì)和構(gòu)造使其能夠根據(jù)其規(guī)格可靠地運(yùn)行，但是在高溫板安裝過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生一些除氣和快速的水分蒸發(fā)。

如果回流條件（例如預(yù)熱和溫度梯度）在制造商規(guī)定的范圍內(nèi)，則除氣本身可能不會(huì)對(duì)組件本身構(gòu)成危險(xiǎn)。但是，高密度安裝的PCB會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，在這種情況下，小型和輕型組件放置在非常靠近大型組件的位置。在這種情況下，大型部件的排氣可能會(huì)吹散并置換附近的小部件。舉例來(lái)說(shuō)，7343 SMD貼片鉭電容器可能會(huì)將與電容器本體非?？拷胖玫男⌒?201 MLCC電容器燒斷。

預(yù)防和建議特別是對(duì)于人口稠密的PCB將是使用干燥包裝的組件或使用適當(dāng)?shù)念A(yù)干燥工藝以從組件包裝中去除*大的水分。

硫污染

硫污染主要與以Ag系統(tǒng)為內(nèi)部終端的厚膜貼片電阻器的使用和可靠性有關(guān)。內(nèi)部端子中的銀非常容易受到硫的污染，硫會(huì)在片式電阻器中產(chǎn)生硫化銀。銀極易與硫結(jié)合，以致硫通過(guò)外部終端層擴(kuò)散到內(nèi)部終端而形成硫化銀。不幸的是，硫化銀使端接材料不導(dǎo)電，并有效地提高了電阻值，直到其基本上斷路為止。在這種情況下，反應(yīng)速度受硫氣體密度，溫度和濕度的影響很大。安裝過(guò)程中，此過(guò)程可能已經(jīng)因熱應(yīng)力而開(kāi)始或被抑制。厚膜貼片電阻器的硫污染。

在各種類型的機(jī)油和潤(rùn)滑劑，橡膠墊圈，軟管，皮帶和索環(huán)，連接器中，以及在某些電子設(shè)備所處的空氣中，都可以發(fā)現(xiàn)硫。硫化銀污染是一種潛在的失效模式，無(wú)法檢測(cè)到在制造電阻器時(shí)以及將電阻器安裝到其電路中時(shí)。

鈍化不完*或未對(duì)準(zhǔn)，電鍍不完*以及內(nèi)部端子使用低鈀材料等因素會(huì)加速芯片上硫化銀的形成，并導(dǎo)致比預(yù)期更快的失敗。這些問(wèn)題都有解決辦法，但是所有這些都涉及增加的制造成本，這在考慮厚膜貼片電阻器時(shí)從來(lái)沒(méi)有流行過(guò)。[16]

建議采用惰性氣體氣氛安裝（如本章中所述）作為預(yù)防措施，以抑制硫化物污染問(wèn)題。

TCE不匹配為制造商提出了關(guān)鍵的組件構(gòu)造挑戰(zhàn)之一。正確材料的選擇和開(kāi)發(fā)是在耐用性，規(guī)格和成本之間取得平衡的關(guān)鍵，因此，它可以成為針對(duì)不同應(yīng)用，溫度范圍和可靠性水平的產(chǎn)品之間的主要區(qū)別之一。

該端子焊接完成取決于安裝過(guò)程（見(jiàn)前面的章節(jié)）和焊接型（錫鉛/無(wú)鉛......）?？惯w移終止子層用于抑制擴(kuò)散和氧化過(guò)程，這些過(guò)程可能會(huì)降低儲(chǔ)存期間的終止可焊性。抗遷移層的選擇取決于引線類型和組件。鎳層通常用作出色的擴(kuò)散阻擋層，但它在較厚的層中易碎，因此對(duì)于扁平端子（例如MLCC片狀電容器），其厚度為1-2mm，而在“彎曲的J引線”鉭端子上，鎳厚度厚度僅為0.1-0.2 mm，因?yàn)檩^厚的鎳會(huì)在彎曲區(qū)域開(kāi)裂，從而導(dǎo)致擴(kuò)散，金屬間合金的生長(zhǎng)以及可焊性的降低。

水分以及溫度和電壓是擴(kuò)散和氧化降解過(guò)程的主要促進(jìn)因素之一。因此，當(dāng)今許多組件正在使用某種形式的防潮層，例如硅/油浸漬或干式填充。建議使用干包裝作為預(yù)防措施，以抑制所有組件上的安裝熱問(wèn)題。如果無(wú)法使用干包裝或不可行，則建議使用某些組件在安裝之前進(jìn)行預(yù)干燥處理，以抑制組件的歷史記錄/存儲(chǔ)/制造中與濕度有關(guān)的變化。