燈蕊虹吸現象及改善解決方案

2020-05-19 12:01:49 674

燈蕊虹吸是熔融焊料潤濕零件引腳時(shí)，焊料從焊點(diǎn)位置爬上引腳，留下的是缺錫焊點(diǎn)或斷路焊點(diǎn)。虹吸現象產(chǎn)生的第一個(gè)步驟是引腳放到錫膏中，第二個(gè)步驟是錫膏與熱引腳接觸而熔化且燈蕊虹吸上元件引腳，第三個(gè)步驟是，一旦大部分的焊料沿著(zhù)引腳向上燈蕊虹吸只留下少量時(shí)，形成了缺錫焊點(diǎn)或斷路。燈蕊虹吸的直接驅動(dòng)力，是在引腳和電路板之間溫差及熔融焊料的表面張力差異。在回焊時(shí)由于引腳較小的熱容暈，其溫度常常會(huì )高于電路板，另外熔融焊料接形成的內部壓力各點(diǎn)間也有差別。

一般來(lái)說(shuō)較大的曲率會(huì )有較大的內部壓力AP，為了平衡內部壓力，較大曲率的表面將消除，并將熔融焊料壓入較小的曲率的區域。如果新的平衡焊接結構偏離了想要的“理想焊接結構”，這樣形成的焊點(diǎn)就被認為是有了燈蕊虹吸問(wèn)題。由于內部壓力的影響，較大曲率的引腳往往會(huì )截留更多的熔融焊料，因此加重了燈蕊虹吸癥狀。

前述燈蕊虹吸現象是由于引腳有較小的熱容量所引起，在多數回焊方法中它變熱的速度快于電路板。此時(shí)可用底部加熱法將焊料先熔化，這樣可以先潤濕電路板焊墊。一旦焊墊被潤濕引腳隨后才變熱，焊料通常不會(huì )產(chǎn)生嚴重的燈蕊虹吸將多數焊料導引到引腳上。

底部加熱可經(jīng)接觸式或增加底部加熱裝置的方式調整，如果由于回焊爐設計的限制不允許有更多的底部加熱，使用較為緩慢的升溫速率也可以將熱量更均衡地傳送到電路板，從而減少燈蕊虹吸現象。

燈蕊虹吸的一些問(wèn)題如：缺錫焊點(diǎn)或斷路，會(huì )因為引腳的不良共平面性而進(jìn)一步惡化。任何可能讓引腳更容易潤濕的制程，都將會(huì )加重燈蕊虹吸的問(wèn)題嚴重性。例如：在引腳上使用像共晶錫鉛這種可熔的表面處理，這會(huì )讓熔融的錫膏很容易沿著(zhù)引腳潤濕，這當然會(huì )促進(jìn)發(fā)生燈蕊虹吸現象的機會(huì )。

使用快速潤濕速率的助焊劑或使用容易潤濕的焊料合金，也會(huì )促進(jìn)燈蕊虹吸的現象。在后者的狀況下，若使用緩慢熔化或較寬糊狀范圍的焊料，會(huì )有助于減少燈蕊虹吸的問(wèn)題。使用高活化溫度的助焊劑會(huì )在助焊劑被活化以前，讓引腳和電路板有更長(cháng)的時(shí)間達到溫度平衡，所以能減少燈蕊虹吸現象。

使用可熔的錫鉛作為電路板表面處理層，并在焊墊附近有一導通孔將很容易產(chǎn)生燈蕊虹吸現象。此處的焊料很容易流入通孔，導致翼形引腳焊點(diǎn)在腳趾位置沒(méi)有形成焊接縫，其設計結構如后圖所示。


改善方式可以采用：
1)在焊墊與通孔之間放置止焊漆或焊料隔離帶
2)如孔小用止焊漆遮蓋導通孔
3)在PCB上使用非一可熔的表面涂層。

整體而言要消除燈蕊虹吸現象可能的解決方案整理：

1、制程技術(shù)或設計的改善：
?使用較慢的加熱速率，避免使用舊式的氣相回焊法
?多使用的底部加熱的方式來(lái)獲得均衡加熱速率
?提升零件引腳的共平面性
?對于電路板與引腳使用錫處理層或非可熔的表面處理
?電路板加鍍錫鉛前，在焊墊與導通孔間加印止焊漆作為阻隔
?進(jìn)行導通孔塞孔
?減少引腳的曲率半徑

2、材料方面的調整：
?使用較小塌陷趨勢的錫膏，使用較高黏度的錫膏
?使用較慢潤濕速率的助焊劑
?使用較高活化溫度的助焊劑
?使用延滯融熔的錫膏，例如：使用錫粉與鉛粉混合的焊料合金