PCB 板焊接缺陷产生的原因及解决措施 前言 焊接实际上是一个化学处理过程。印刷电路板(PCB)是电子产品中电路元件和器件 的支撑件,它提供电路元件和器件之间的电气连接。随着电子技术的飞速发展,PCB 的密度越来越高,分 层越来越多,有时候可能所有的设计都很正确(如电路板毫无损坏、印刷电路设计完美等),但是由于在焊 接工艺上出现问题, 导致焊接缺陷、 焊接质量下降从而影响电路板的合格率, 进而导致整机的质量不可靠。 因此,必须分析影响印制电路板焊接质量的因素,分析其焊接缺陷产生的原因,并针对这些原因加以改进 以使整个电路板焊接质量得到提高。 【关键词】PCB 板 焊接缺陷,PCB 设计,可焊性,翘曲 产生焊接缺陷的原因 1、PCB 的设计影响焊接质量 在布局上,PCB 尺寸过大 时,虽然焊接较容易控制,但印刷线条长,阻抗增大,抗噪声能力下降,成本增加;过小时,则散热下降, 焊接不易控制,易出现相邻线条相互干扰,如线路板的电磁干扰等情况。因此,必须优化 PCB 板设计:(1) 缩短高频元件之间的连线、减少 EMI 干扰。(2)重量大的(如超过 20g)元件,应以支架固定,然后焊接。(3) 发热元件应考虑散热问题,防止元件表面有较大的ΔT 产生缺陷与返工,热敏元件应远离发热源。(4)元件 的排列尽可能平行,这样不但美观而且易焊接,宜进行大批量生产。电路板设计为 4∶3 的矩形最佳。导 线宽度不要突变,以避免布线的不连续性。电路板长时间受热时,铜箔容易发生膨胀和脱落,因此,应避 免使用大面积铜箔。 2、电路板孔的可焊性影响焊接质量 电路板孔可焊性不好,将会产生虚焊缺陷,影响电 路中元件的参数,导致多层板元器件和内层线导通不稳定,引起整个电路功能失效。所谓可焊性就是金属 表面被熔融焊料润湿的性质,即焊料所在金属表面形成一层相对均匀的连续的光滑的附着薄膜。影响印刷 电路板可焊性的因素主要有:(1)焊料的成份和被焊料的性质。焊料是焊接化学处理过程中重要的组成部 分,它由含有助焊剂的化学材料组成,常用的低熔点共熔金属为 Sn-Pb 或 Sn-Pb-Ag。其中杂质含量要有一 定的分比控制,以防杂质产生的氧化物被助焊剂溶解。焊剂的功能是通过传递热量,去除锈蚀来帮助焊料 润湿被焊板电路表面。一般采用白松香和异丙醇溶剂。(2)焊接温度和金属板表面清洁程度也会影响可焊 性。温度过高,则焊料扩散速度加快,此时具有很高的活性,会使电路板和焊料溶融表面迅速氧化,产生 焊接缺陷,电路板表面受污染也会影响可焊性从而产生缺陷,这些缺陷包括锡珠、锡球、开路、光泽度不 深圳金百泽电子科技股份有限公司(www.kbsems.com)成立于 1997 年,是线路板行业十强企业,总部设在深圳,研发和生 产分布在深圳、惠州和西安等地,为客户提供产品研发的 PCB 设计、PCB 快速制造、SMT 加工、组装与测试及硬件集成等 垂直整合解决方案,是国内最具特色的电子制造服务提供商。电话:0755-26546699-223 好等。 3、翘曲产生的焊接缺陷 PCB 和元器件在焊接过程中产生翘曲,由于应力变形而产生虚 焊、短路等缺陷。翘曲往往是由于 PCB 的上下部分温度不平衡造成的。对大的 PCB,由于板自身重量下坠 也会产生翘曲。普通的 PBGA 器件距离印刷电路板约 0.5mm,如果电路板上器件较大,随着线路板降温后恢 复正常形状,焊点将长时间处于应力作用之下,如果器件抬高 0.1mm 就足以导致虚焊开路。 在 PCB 产生翘曲的同时,元器件本身也有可能产生翘曲,位于元件中心的焊点被抬离 PCB、产生空 焊。当只使用焊剂而没有焊膏填补空白时,这种情况经常发生。使用焊膏时,由于形变而使焊膏与焊球连 在一起形成短路缺陷。另一个产生短路的原因是回焊过程中元件衬底出现脱层,该缺陷的特征是由于内部 膨胀而在器件下面形成一个个气泡,在 X 射线检测下,可以看到焊接短路往往在器件中部。 深圳金百泽电子科技股份有限公司(www.kbsems.com)成立于 1997 年,是线路板行业十强企业,总部设在深圳,研发和生 产分布在深圳、惠州和西安等地,为客户提供产品研发的 PCB 设计、PCB 快速制造、SMT 加工、组装与测试及硬件集成等 垂直整合解决方案,是国内最具特色的电子制造服务提供商。电话:0755-26546699-223