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SMT贴片中产生空洞、裂纹及焊接面微孔的原因
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- 发布时间： 2024-09-20
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【概要描述】SMT贴片中产生空洞、裂纹及焊接面微孔的原因
我们知道，在SMT贴片加工日常工作中，经常会出现空洞、裂纹等情况，那这些情况究竟是什么原因引起的呢？今天三晶带大家来探讨下引起空洞、裂纹产生的原因。主要有以下几方面因素：
第一、焊料氧化；
第二、焊接面（PCB焊盘与元件焊端表面）存在浸润不良；
第三、焊接面各种材料的膨胀系数不匹配，焊点凝固时不平稳；
第四、再流焊温度曲线的设置未能使焊剂中的有机挥发物及水分在进入回流区前挥发。
同时，随着SMT无铅化的发展，无铅焊料也越来越被广泛投入使用。而无铅焊料特点是高温、表面张力大、黏度大。表面张力的增加会使气体在冷却阶段的外逸更困难，气体不容易排出来，使空洞的比例增加。因此，SMT贴片中无铅焊点中的气孔、空洞比较多。
另外，由于无铅焊接温度比有铅焊接温度高，尤其大尺寸、多层板，以及有热容量大的元器件时，峰值温度往往要达到260℃左右，冷却凝固到室温的温差大，因此，无铅焊点的应力也比较大。再加上较多的IMC，IMC的热膨胀系数比较大，在高温工作或强机械冲击下容易产生开裂。
由于无铅焊料的熔点高，而且又是高Sn焊料，Cu在无铅焊接时的溶解速度比Sn-Pb焊接时高许多。研究表明，焊接界面的空洞（微孔）主要是由于Cu的高溶解性造成的。这类空洞非常小，甚至只有通过扫描电子显微镜（SEM）才能发现。空洞的位置和分布可能是造成电连接失效的潜在原因，特别是功率元件空洞，会使元件热阻增大，从而造成失效。随着时间的推移，这些空洞有可能会削弱焊点的可靠性。因此，无铅焊料的高溶解性质在一定程度上决定了SMT贴片中不能完全避免空洞、微孔的产生，若想解决这些问题，可以在焊点焊好之后多进行观察检测，便于及时发现不良，保障产品可靠性。
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