Leiterplatte Blog - Ursachen von Kaltschweißproblemen beim PCB Reflow Löten

Was ist Kaltschweißen? Kaltschweißen bezieht sich auf Lötstellen mit unvollständigem Reflow nach SMT-Verarbeitung und Schweißen, wie körniges Kaltfugenlöt und unregelmäßig geformte Lötstellen oder unvollständige Verschmelzung von Lötpulver. Wie der Name schon sagt, bezieht sich Kaltlöten auf Löten, wenn Reflow unzureichend ist. Zum Beispiel ist die Spitzentemperatur der Reflow-Kurve nicht hoch genug, oder die Zeit über dem Liquidus in der Reflow-Kurve ist kurz. Für eutektisches Sn/Pb-Lot ist die empfohlene Spitzentemperatur etwa 215 ℃, und die empfohlene Verweilzeit jenseits der Liquidustemperatur ist 60~90s.

Andere Faktoren können jedoch auch das Auftreten von Kaltschweißen beeinflussen, wie:

1) Heizung mit unzureichender Rückflusszeit.

2) Es wird während der Abkühlphase gestört, die die Oberfläche unsmooth Lötstelle ist, die durch die Störung während der Abkühlphase verursacht wird.

3) Wegen der Oberflächenverschmutzung wird die Aktivität des Flusses gehemmt. Wenn die Lötstelle in der Kühlphase gestört wird, zeigt die Oberfläche der Lötstelle ungleichmäßige Form, besonders wenn die Temperatur etwas niedriger als der Schmelzpunkt ist, ist das Lot sehr weich. Diese Art von Defekt wird entweder durch starke Kühlluft oder ungleichmäßige Bewegung des Förderers oder Riemens verursacht.

Beim FR4-PCB-Schweißen der Elektronikindustrie ist Gold aufgrund seiner ausgezeichneten Stabilität und Zuverlässigkeit zu einem der am häufigsten verwendeten Oberflächenbeschichtungsmetalle geworden. Als Verunreinigung im Lot ist Gold jedoch sehr schädlich für die Duktilität des Lots, da spröde Sn-Au (Sn-Au) intermetallische Verbindungen (hauptsächlich AuSn4) im Lot gebildet werden. Obwohl eine niedrige Konzentration von AuSn4 die mechanischen Eigenschaften vieler südkoreanischer zinnhaltiger Lote verbessern kann, werden, wenn der Goldgehalt im Lot 4%, die Zugfestigkeit und Dehnung beim Versagen schnell abnehmen. Die 1,5um dicke reine Gold- und Legierungsschicht auf dem Pad kann während des Wellenlötens vollständig in das Fusionslöt aufgelöst werden, und das gebildete AuSn4 reicht nicht aus, um die mechanischen Eigenschaften der Platte zu beschädigen. Für den Oberflächenmontageprozess ist die akzeptable Dicke der Goldbeschichtung jedoch sehr gering und erfordert eine genaue Berechnung. Glazer et al. berichteten, dass die Zuverlässigkeit der Lötstelle zwischen der Cu-Ni-Au-Metallbeschichtung auf der Kunststoff-Viereckplatte (PQFP) und FR-4 Leiterplatte nicht beschädigt wird, wenn die Goldkonzentration 3,0 W/O nicht überschreitet.

Zu viel IMC gefährdet die mechanische Festigkeit der Lötstelle aufgrund ihrer Sprödigkeit und beeinträchtigt die Bildung des Glockenlochs in der Lötstelle. Zum Beispiel kann die Lötstelle, die auf der 1.63um Goldschicht des Cu-Ni-Au Pads gebildet wird, nach dem Drucken von 7mil (175um) 91% Metallgehalt Sn63Pb37 Lötpaste auf dem Pad reflow geschweißt werden. Sn-Au Metallverbindungen werden zu Partikeln und werden in Lötstellen weit verbreitet.

Bei der Leiterplattenverarbeitung kann neben der Auswahl einer geeigneten Lötlegierung und der Kontrolle der Dicke der Goldschicht die Änderung der Zusammensetzung des goldhaltigen Basismetalls auch die Bildung intermetallischer Verbindungen reduzieren. Zum Beispiel, wenn Sn60Pb40 Lot auf Au85Ni15 geschweißt wird, gibt es keine Goldbrüchigkeit.

Gründe für das Kaltlöten:

In der eigentlichen elektronischen Verarbeitung sagen wir oft, dass das Kaltschweißen im Allgemeinen die Lötstellenoberfläche dunkel, rau und nicht vollständig mit dem Lötmaterial verschmolzen ist. Bei der eigentlichen Herstellung und Verarbeitung von SMT-Chip-Verarbeitung ist Kaltlöten hauptsächlich auf die Bildung der Heiztemperatur nicht geeignet, Lötverschärfung, Vorwärmzeit ist zu lang oder zu hoch.

Lösung:

Passen Sie entsprechend der vom Lieferanten bereitgestellten Reflow-Temperaturkurve die Kurve an und passen Sie dann entsprechend der tatsächlichen Situation des Produktionsprodukts an. Neue Lotpaste wechseln. Überprüfen Sie, ob das Gerät normal ist, korrigieren Sie die Vorwärmbedingungen.

Die Ursachen für Fehllöten:

SMT SMD-Komponenten und Pads mit schlechter Lötbarkeit, Reflow-Temperatur oder Heizgeschwindigkeit erfüllen nicht die Verarbeitungsanforderungen, Druckparameter erscheinen falsch, Drucken nach der Verzögerungszeit ist zu lang und Verschlechterung der Pastenaktivität und andere Gründe.

Lösung:

Verstärken Sie das Screening von Leiterplatten und Patchkomponenten, um eine gute Lötbarkeit sicherzustellen; Einstellung der Reflow-Temperaturkurve; Ändern Sie den Rakeldruck und die Geschwindigkeit, um gute Druckergebnisse sicherzustellen; Lötpastendruck so schnell wie möglich nach dem Patch über das Reflow-Löten.

So vermeiden Sie kalte Lötstellen

Kalte Schweißverbindungen werden durch unzureichende Schweißzeit oder Schweißtemperatur verursacht. Um kalte Schweißverbindungen zu vermeiden, müssen Sie von den folgenden zwei Aspekten beginnen:

1.Control der Löttemperatur und -zeit. Beim Löten von Leiterplatten müssen Sie die Löttemperatur und -zeit streng kontrollieren, um sicherzustellen, dass die Lötstellen vollständig geschmolzen werden können, um die Bildung von kalten Lötstellen zu vermeiden.

2.Qualitätskontrolle. Wenn die Lötstellen der Leiterplatte von einem für die Produktion verantwortlichen Dritten hergestellt werden, müssen der Schweißprozess und die Qualität des Herstellers streng kontrolliert werden, um sicherzustellen, dass die Qualität des Schweißens stabil und zuverlässig ist.

Kaltschweißen ist ein nicht zu vernachlässigendes Problem in der Leiterplattenherstellung, aber durch die Optimierung des Prozesses, die Verbesserung der Qualität der Materialien und die Stärkung der Wartung der Ausrüstung können wir seine Häufigkeit effektiv reduzieren.