电子产品在组装过程及客户运用时期PCBA工艺靠得住性热点问题

1）电子产品在组装过程中发生的不良/毛病；

2）电子产品在客户利用期间发生的故障/问题。

1. 葡萄球效应1.1 定义与特色

1）定义：葡萄球效应实际上便是广义的冷焊征象，特指焊接时温度足够、热量充分所形成的不只滑焊点，外表在光学显微镜下看起来像一颗颗小葡萄聚合在一起，锡粉熔化锡粉表面的氧化层不能被有效撤除，受氧化膜的包围，无法领悟成一个整体，冷却后呈颗粒状；

2）特色：与冷焊征象特色相似，都是焊点表面颗粒状、灰暗、不只滑、粗糙；如图10所示三类不同封装焊点葡萄球效应；

图1 三类不同封装形式焊点葡萄球效应

图1 三类不同封装形式焊点葡萄球效应

图1 三类不同封装形式焊点葡萄球效应

1.2 形成机理

葡萄球效应实质缘故原由是助焊剂活性不敷、活性减弱、失落去活性，助焊剂无法完备打消锡粉合金氧化膜，使锡粉合金无法领悟一个整体而呈现颗粒状，紧张缘故原由以下几方面：

1）锡膏运输、存储、管理、利用等不当造成

① 锡膏回收添加、溶剂污染。

表示在印刷工艺上，如钢网上刮刀两侧溢出锡膏永劫光不回收，助焊剂挥发过度，引起助焊剂活性减弱，再次回收利用时导致葡萄球效应；

② 掌握锡膏存储寿命、未开封回温寿命、开封后利用寿命、钢网上有效刮印寿命、印刷后有效暴露寿命；掌握车间印刷环境，管控车间温度25℃~28℃、相对湿度40%RH~60%RH；

2）锡膏本身质量问题

①锡粉氧化率过高（含氧量超标）

锡粉含氧量超标，既要打消焊接面氧化层，又要被锡粉氧化层损耗，助焊剂活性被内外消耗，导致助焊剂无法完备打消锡粉氧化膜，引起葡萄球效应；

②锡膏中助焊剂沸点偏低，助焊剂过度烤干，引起助焊剂活性减弱或失落去；

③锡粉中助焊剂含量不敷或助焊剂活性不敷；

3）受扰焊点

受扰焊点是焊点冷却期间受到外力浸染产生晃动，此时助焊剂已失落去浸染，无法在打消焊点表面氧化层，也不能降落液态焊锡的表面张力，受晃动焊点在振动过程中褶皱，冷却后焊点表面发暗、不只滑，也属于葡萄球效应范畴；

4）温度曲线与锡膏匹配性不佳

每一款锡膏都该当在对应锡膏推举温度曲线上优化工艺窗口，锡膏助焊剂在保温区或浸润区或恒温区不可过长，存在锡膏助焊剂过度挥发的风险，导致助焊剂活性减弱，引起葡萄球效应；

5）PCB焊盘与元器件端子质量问题

如OSP膜过厚、焊盘氧化严重等须要助焊剂打消过量氧化层或过厚OSP膜，导致助焊剂消耗过度，引起葡萄球效应）；

6）锡膏印刷问题

印刷锡膏量过少，导致助焊剂不敷；

1.3 葡萄球效应改进方法

1）掌握锡膏本身质量与锡膏管理；

2）掌握PCB焊盘、元器件端子质量与包装存储问题；

3）优化温度曲线，使之与锡膏匹配；

4）焊点在冷却期间，掌握外力浸染产生晃动。

2. 枕头效应(枕窝效应)2.1 定义与特色

1）定义：便是在焊接过程中BGA焊料球与锡膏没有完备熔合在一起，成为部分熔合挤压的凹形或成为没有扩散的假打仗凸形，形状就像两个相互挤压的枕头，以是称之为“枕头效应”。

2）特色：上部的锡球与下部焊锡之间存在一个隔离带，此隔离带为氧化膜或污染膜，隔离带阻挡了同为液体的锡球与锡膏之间领悟，就像两个一大一小装水的气球相互挤压成为范例的枕头效应也称枕窝征象；如图11所示范例的枕头效应。

图2 范例的枕头效应

2.2形成机理

枕头效应属于虚焊的范围，是BGA常见失落效模式，也是BGA特有的失落效模式，不可拦截与不可杜绝，属于间歇性不良或不稳定性不良，令业界同仁防不胜防。
实在质与葡萄球效应相似，都是锡膏中助焊剂活性不敷、活性减弱、助焊剂消耗过度，导致无法及时打消锡膏与锡球之间氧化膜或污染膜，无法让锡膏和锡球完备领悟成一个整体，其常见影响成分有以下几点：

1）锡膏成分

助焊剂沸点太低、锡膏污染氧化严重、锡膏含氧量过高、助焊剂活性不敷、助焊剂残留物过多；

2）工艺成分

① Reflow温度曲线设置不合理，预热韶光过长，导致助焊剂失落去活性或者活性减弱，其树脂残留物在熔融的焊锡表面产生一层阻焊膜；

② 温度曲线设置与锡膏特性不匹配，预热区设置过长，助焊剂消耗过度；

③ 钢网开口太小或锡膏印刷少锡、塞孔；

锡膏印刷缺损、贴偏偏移量过大，无法担保焊球与锡膏良好打仗；

3）BGA器件或者PCB焊盘质量成分

PCB焊盘氧化严重、BGA锡球氧化污染严重、BGA或PCB回流期间受热变形过大；

4）设计成分

BGA焊球与PCB焊盘设计不匹配、BGA焊球与PCB焊盘偏差过大、PCB焊盘设计有盘中孔，导致锡膏流失落；

5）制程与管控成分

锡膏存储管理、锡膏利用管理、锡膏二次回收、生产管理存在盲区导致锡膏活性减弱。

2.3 采纳对策

1）掌握锡膏本身质量、锡膏存储管理、锡膏利用管理、锡膏二次回收管理；

2）掌握BGA器件或者PCB焊盘质量，防止氧化及焊接形变；

3）Reflow温度曲线设置与锡膏匹配，预防过度预热；

4）掌握工艺方面引发的成分，如钢网开口、锡膏印刷、贴偏偏移等；

5）掌握设计成分，如BGA焊球与PCB焊盘设计匹配、BGA焊球与PCB焊盘偏差性。

作者简介：

郭宏飞 现任职于正泰低压智能电器研究院。
从事电子行业20年，精通PCBA失落效剖析、PCBA工艺可靠性、PCBA可靠性设计。
熟习从印刷电路板、电子元器件封装、焊接材料、焊接工艺、DFM到PCBA电子装联的每一道工序的全流程制程，具有较丰富的电子组装工艺履历，长于剖析实际生产中电子组装过程及客户利用期间PCBA工艺可靠性热点问题，提出有效的办理方案。