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冷焊盤氧化和助焊劑活性不足是冷焊最可能的原因

冷焊盤氧化和助焊劑活性不足是冷焊最可能的原因

當SMT回流焊後AOI經常發現虛焊缺陷時,往往不是單一因素造成的,而是三個條件同時發生的結果:焊盤表面氧化層厚度超過80?、助焊劑在達到150℃之前未能完全活化、焊膏中鬆香含量低於4.2%。其中,焊盤氧化在存放時間超過72小時的PCB上特別突出;特別是當暴露在濕度>65%RH的環境中時,銅表面會迅速形成不導電的Cu?O膜。

我們發現,嘉金源JHY-805助焊劑在145℃恆溫下對OSP板的除膜能力是傳統RMA型助焊劑的2.3倍。其有效成分在120℃開始分解,釋放出HCl氣體,與氧化銅反應生成揮發性氯化銅。但如果鋼網孔徑尺寸太小,導致每點錫膏用量不足0.8mg以下,或者刮刀壓力低於1.2kgf導致印刷偏移>0.08mm,即使使用高活性助焊劑,仍然會出現典型的假焊形態,包括焊點邊緣不連續的焊角爬升和中心空洞率>18%。

如果回流曲線中的峰值溫度低於235℃且持續時間<45秒,則焊球表面的氧化膜無法完全擊穿。此时,助焊剂残留物将在焊点界面处形成0.3~0.7μm厚的绝缘层。 X射線檢查顯示假焊點內部有明顯未熔化的焊膏區域,而在同一回流焊爐中具有未氧化焊盤的相鄰焊點可以實現完整的冶金結合。這表明虛焊本質上是界面反應失敗而不僅僅是溫度不足。

現場驗證時,用棉花棒沾5%鹽酸乙醇溶液擦拭可疑氧化焊盤,然後進行相同的焊膏印刷和回流焊工藝。誤焊率從12.7%大幅下降至0.9%,這反過來證實了氧化層是關鍵誘發因素。但這種方法不能用於大規模生產,因為鹽酸殘留會加速後續清潔劑的失效。嘉金源搭配的JW-202水基清洗液,在清洗溫度維持在52±2℃、噴淋壓力≥0.25MPa的條件下,JHY-805殘留物的清洗率可達99.6%。

當鋼網張力低於35N/cm時,焊膏釋放不良會加劇焊盤覆蓋不均勻。再加上助焊劑活性降低,這更有可能在 QFN 導熱焊盤的四個角落形成微假焊。此類缺陷在ICT測試時表現為間歇性開路,只有將AOI偵測閾值降低至灰階差≤12等級才能穩定捕捉。嘉金源JHY-805在相同製程視窗下將此類誤焊的檢出率提高了40%。

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