Leiterplatte Blog - Ursachen für Kaltlötprobleme beim PCB Reflow Löten

In der FR4-PCB Schweißen der Elektronikindustrie, Gold hat sich aufgrund seiner hervorragenden Stabilität und Zuverlässigkeit zu einem der am häufigsten verwendeten Oberflächenbeschichtungsmetalle entwickelt. Allerdings, als Verunreinigung im Lot, Gold ist sehr schädlich für die Duktilität des Lots, because brittle Sn-Au (Sn-Au) intermetallic compounds (mainly AuSn4) will be formed in the solder. Obwohl eine geringe Konzentration von AuSn4 die mechanischen Eigenschaften vieler südkoreanischer zinnhaltiger Lote verbessern kann, wenn der Goldgehalt im Lot 4%übersteigt, die Zugfestigkeit und Dehnung beim Versagen werden schnell abnehmen. Die 1.5um dicke Reingold- und Legierungsschicht auf dem Pad kann während des Wellenlötens vollständig in das Fusionslöt aufgelöst werden, und die AuSn4 gebildet ist nicht genug, um die mechanischen Eigenschaften der Platte zu beschädigen. Allerdings, für die Oberflächenmontage, Die akzeptable Dicke der Goldbeschichtung ist sehr niedrig und erfordert eine genaue Berechnung. Glazer et al.. reported that the reliability of the solder joint between the Cu-Ni-Au metal coating on the plastic quadrilateral flat package (PQFP) and FR-4 PCB Wird nicht beschädigt, wenn die Goldkonzentration 3 nicht überschreitet.0 W/O.

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.

In Leiterplatte Verarbeitung, Zusätzlich zur Auswahl der geeigneten Lötlegierung und Kontrolle der Dicke der Goldschicht, Eine Änderung der Zusammensetzung von goldhaltigem Grundmetall kann auch die Bildung intermetallischer Verbindungen reduzieren. Zum Beispiel, wenn Sn60Pb40 Lot auf Au85Ni15 geschweißt wird, es wird keine Goldsprödigkeit geben.

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

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

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 Förderbandes verursacht.

Ursachen und Lösungen von Kaltschweißproblemen beim Reflow-Schweißen

Die Oberflächenkontamination auf und um die Lötpads hemmt die Flussaktivität und führt zu unvollständigem Rückfluss. In einigen Fällen, Ungeschmolzenes Lötpulver kann auf der Oberfläche der Lötstelle beobachtet werden. Ein typisches Beispiel für Verschmutzung sind die Rückstände von galvanischen Chemikalien, die für einige Pads und Eckmetalle verwendet werden. Diese Situation sollte durch geeignete Nachgalvanik-Reinigungsverfahren gelöst werden. Unzureichende Flussaktivität führt zu unvollständigem Verständnis von Metalloxiden, und dann zu unvollständiger Verschmelzung von Lötmetallen führen. Ähnlich wie Oberflächenverschmutzung, Zinnkugeln erscheinen oft um die Lötstelle, und schlechte Qualität des Lötpulvers können auch Kaltschweißprobleme verursachen FR-4 PCB.