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2020-05-14

PCB电路板焊接清洗方案合明科技分享:PCB电路板常见焊接缺陷原因分析

发布者:合明科技Unibright ; 浏览次数:179

PCB电路板焊接清洗方案合明科技分享:PCB电路板常见焊接缺陷原因分析


电路板常见焊接缺陷有很多种,常见的焊接缺陷有16种。下面就常见的焊接缺陷、外观特点、危害、原因分析进行详细说明。


一、虚焊


1.外观特点

焊锡与元器件引线或与铜箔之间有明显黑色界线,焊锡向界线凹陷。


2.危害

不能正常工作。


3.原因分析

1)元器件引线未清洁好,未镀好锡或被氧化;

2)印制板未清洁好,喷涂的助焊剂质量不好。


二、焊料堆积


1.外观特点

焊点结构松散、白色、无光泽。


2.危害

机械强度不足,可能虚焊。


3.原因分析

1)焊料质量不好;

2)焊接温度不够;

3)焊锡未凝固时,元器件引线松动。


三、焊料过多


1.外观特点

焊料面呈凸形。


2.危害

浪费焊料,且可能包藏缺陷。


3.原因分析

焊锡撤离过迟。


四、焊料过少


1.外观特点

焊接面积小于焊盘的80%,焊料未形成平滑的过渡面。


2.危害

机械强度不足。


3.原因分析

1)焊锡流动性差或焊锡撤离过早;

2)助焊剂不足;

3)焊接时间太短。


五、松香焊


1.外观特点

焊缝中夹有松香渣。


2.危害

强度不足,导通不良,有可能时通时断。


3.原因分析

1)焊机过多或已失效;

2)焊接时间不足,加热不足;

3)表面氧化膜未去除。


六、过热


1.外观特点

焊点发白,无金属光泽,表面较粗糙。


2.危害

焊盘容易剥落,强度降低。


3.原因分析

烙铁功率过大,加热时间过长。


七、冷焊


1.外观特点

表面成豆腐渣状颗粒,有时可能有裂纹。


2.危害

强度低,导电性能不好。


3.原因分析

焊料未凝固前有抖动。

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八、浸润不良


1.外观特点

焊料与焊件交界面接触过大,不平滑。


2.危害

强度低,不通或时通时断。


3.原因分析

1)焊件清理不干净;

2)助焊剂不足或质量差;

3)焊件未充分加热。


九、不对称


1.外观特点

焊锡未流满焊盘。


2.危害

强度不足。


3.原因分析

1)焊料流动性不好;

2)助焊剂不足或质量差;

3)加热不足。


十、松动


1.外观特点

导线或元器件引线可移动。


2.危害

导通不良或不导通。


3.原因分析

1)焊锡未凝固前引线移动造成空隙;

2)引线未处理好(浸润差或未浸润)。


十一、拉尖


1.外观特点

出现尖端。


2.危害

外观不佳,容易造成桥接现象。


3.原因分析

1)助焊剂过少,而加热时间过长;

2)烙铁撤离角度不当。


十二、桥接


1.外观特点

相邻导线连接。


2.危害

电气短路。


3.原因分析

1)焊锡过多;

2)烙铁撤离角度不当。


十三、针孔


1.外观特点

目测或低倍放大器可见有孔。


2.危害

强度不足,焊点容易腐蚀。


3.原因分析

引线与焊盘孔的间隙过大。


十四、气泡


1.外观特点

引线根部有喷火式焊料隆起,内部藏有空洞。


2.危害

暂时导通,但长时间容易引起导通不良。


3.原因分析

1)引线与焊盘孔间隙大;

2)引线浸润不良;

3)双面板堵通孔焊接时间长,孔内空气膨胀。


十五、铜箔翘起


1.外观特点

铜箔从印制板上剥离。


2.危害

印制板已损坏。


3.原因分析

焊接时间太长,温度过高。


十六、剥离


1.外观特点

焊点从铜箔上剥落(不是铜箔与印制板剥离)。


2.危害

断路。


3.原因分析

焊盘上金属镀层不良。


来源:21ic电子网

印刷电路板清洗工艺合明科技,微信图片_20200511093316.jpg




合明科技谈:电子制程清洗技术的发展

摘  要:本文主要介绍了电子制程涉及的清洗技术的演变及其发展趋势,并将当前采用的清洗技术进行了分类概括,通过对比不同类型的电子清洗技术的优缺点,使得电子清洗技术的发展趋势明了,得出安全环保的水基清洗剂是电子清洗的发展趋势。

关键词:电子制程、清洗技术、发展趋势

 

随着电子行业的迅速发展,电子产品不断地向小型化、高密度、集成化、高可靠性的方向发展。在电子制造的过程中,不可避免的引入了越来越多的污染物。而污染物残留的存在导致的电子失效问题也变得越来越多。为了确保电子制造工艺的顺利进行,保证产品的品质和可靠性,必须在工艺实施的进程中导入清洗制程,其清洗工艺及技术大概经过以下几个阶段的发展。

1. 溶剂清洗技术

早期应用于电子清洗制程的清洗剂,主要为含氟里昂(CFC-1 13)、1,1,1—三氯乙烷、四氯化碳等物质的溶剂型清洗剂。该类清洗剂具有化学稳定性好、无闪点、不燃不爆、干燥快、溶解力强等优点而具有广泛的适用性。但是ODS类清洗剂对臭氧层具有极强的破坏力,且ODS具有很强的GWP(温室效应潜能值),严重危害人类的生态环境。因此,1987年制定的《蒙特利尔协议书》规定,发达国家从1996年起不再使用ODS类物质,而发展中国家则允许推迟10年执行此规定。中国也已从2010年起,全部停止氯氟烃(即CFC)和哈龙两大类主要ODS(消耗臭氧层物质)的生产和使用。因此,开发氟氯烃类清洗的替代技术,是当前发展电子工业亟待解决的问题。

目前电子制程的清洗,用的较多清洗剂仍是溶剂型清洗剂。该类清洗剂大多具有良好的清洗效果,但是存在毒性高、产生温室效应、破坏臭氧层、闪点低,易燃易爆等缺点。如HCFC类溶剂,溶解力强,清洗效果好。但仍属于ODS类的潜在物质,到2020年也要逐渐淘汰。卤代烃类溶剂,对人体毒性大,有致癌作用,很多企业已经禁止使用。而石油类、醇类、醚类和酯类等混合型溶剂清洗剂虽然相对较环保,在某些清洗领域可以作为ODS类溶剂的替代品。但是该类溶剂制作的清洗剂清洗力弱,不能达到类似HCFC的清洗效果,且该类清洗剂闪点低,易燃易爆,存在较大的安全隐患。

为了更好地保护员工的身体健康、环境保护地球的生态环境,电子清洗行业正逐渐放弃有毒有害及高VOC的溶剂,改用半水基、水基、无VOC或低VOC含量的溶剂。
2. 半水基清洗技术

半水基清洗剂是人们在清洗工艺的实践中,为了保持溶剂清洗优点的同时,又能克服其缺点而研制出的新型清洗剂。通常它是向有机溶剂中加入少量水和表面活性剂形成的。在它的组成中,有机溶剂仍然是主体,所以它基本上保持了有机溶剂原有的性能。半水基清洗剂溶解力高,清洗洁净度高,含有的有机溶剂对有机物有较好的清洗能力,表面活性剂则提供润湿、乳化和冲洗功能。漂洗过程有除去离子成分和水溶性污染物的特长,并且降低了原来易燃溶剂的挥发性和可燃性,与大多数金属和塑料材料相容性好。

虽然半水基清洗剂有很多优点,但是使用时仍遇到了许多问题。半水基清洗剂的使用工艺较溶剂清洗剂复杂,需要增加漂洗和烘干工艺。清洗剂和漂洗液中所含的水分,也可能会引起金属材料的生锈腐蚀,且清洗后的废液不能回收利用,且处理困难、处理量大,使用成本高。同时清洗剂中仍含有大量的有机溶剂,仍需考虑有毒溶剂的防护及防燃防爆问题。这些不足,严重限制了半水基技术的应用,使半水基清洗剂未能得到广泛的推广应用。

3. 水基清洗技术

1987年制定的《蒙特利尔协议书》使得水基清洗剂得到了迅速的发展,甚至成为取代CFC材料的前沿选择。经过几十年的发展,水基清洗剂已是较为成熟的技术,是近年来应用较广泛的一种清洗剂。其主要成分有表面活性剂、乳化剂、渗透剂等,通过润湿、乳化、渗透、分散、增容等作用实现对污染物的清洗。此类清洗剂的相容性好,价格低,操作安全,不燃不爆,清洗及配方自由度大,可针对不同性质污染物调整配方,再配合加热、刷洗、喷淋、超声波清洗等物理清洗手段,对极性及非极性污染物都有较好的清洗效果。

水基清洗剂一般分为中性水基清洗剂和碱性水基清洗剂。由于中性水基清洗剂的清洗力仍有欠缺,目前市场上仍以碱性水基清洗剂为主。在使用碱性产品时,要考虑材料的兼容性。且清洗时一般都需要加热超声清洗,干燥时要使用烘干设备,其废水处理也较为困难。水基清洗剂具有的安全环保、清洗范围广、与大多数被清洗物相容性好和价格低等优点,同时基于相关法律政策,许多企业更倾向于采用水基清洗剂。这就要求水基清洗剂向改善清洗效果、改善干燥性能、可循环利用和环境友好等方向发展,以满足电子行业日益增长的需要。

4. 免清洗技术

由于20世纪90年代早期的免洗焊剂\锡膏的出现,“免洗”一词成为当时最热门的话题。按照现行的标准,免清洗的意思是说电路板的残留物从化学的角度看是安全的,不会对电路板产生任何的影响。通过检测腐蚀、SIR、电迁移等测试手段,可确定免洗组件的安全可靠性。改用免清洗工艺节省了清洗设备、清洗剂等费用,但是使用固含量低的免清洗助焊剂或锡膏,仍会或多或少的留有残留物。“免洗”违背了电子产品向更细间距、更高可靠性、更高密度封装以及低成本的发展趋势。对于自动程度较高、生产规模较大、焊后产品可靠性能指标要求不太高的企业可改用免清洗工艺,而对于可靠性要求高的产品来说,任何污染物或残留物都会对电子产品的安全性可靠性产生影响。所以,免清洗并不意味着不需要清洗,清洗制程反而在电子工艺制程中起着越来越重要的作用。

5. 结束语

随着电子行业对产品可靠性和安全性的要求越来越高,其对清洗工艺的要求也相应提高。清洗作为电子产品生产制造中的一个工序,显示出了越来越重要的作用。目前我国电子行业对作为最终产品的PCB线路板清洗尚未形成统一的质量清洗规范,由IPC开发、IPC TG Asia 5-31CN技术组翻译的IPC-CN-65B CN《印制板及组件清洗指南》为电子制程的清洗提供了权威的清洗评估依据。

在全世界生产企业对环保和安全日益关注的今天,传统高污染、高毒性和易燃易爆的化学清洗剂必将退出历史舞台。以天然环保材料为基础的水基清洗剂,由于具有低毒环保、对人体危害小、不易燃易爆、可以被降解、使用寿命长等特点,必将成为电子制程清洗的最佳选择。

 



以上一文,仅供参考!

 

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以上为合明科技在工业清洗方面的经验的累积,我们是国内自主掌握核心水基清洗技术的先创品牌,合明科技专注精密电子清洗技术20多年,是SMT贴装/DIP封装,功率半导体器件及芯片封装精密清洗工艺技术方案、产品、清洗设备提供商,也成为了IPC清洗标准主席单位。但是因为工业清洗问题内容广泛,没办法面面俱到,本文只对常见问题作分析,随着电子产业的不断更新换代,新的工艺问题也不断出现,本公司自成立以来不断追求产品的创新,做到与时俱进,熟悉各种生产复杂工艺,力争能为客户提供全方位的工业清洗解决方案。

 

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