根據(jù)IPC-610D標(biāo)準(zhǔn)5.2.12中關(guān)于SMT焊接填充起翹的要求,該現(xiàn)象的原因主要涉及材料、工藝、設(shè)計(jì)及環(huán)境等多方面因素。以下是具體原因及對(duì)應(yīng)引用依據(jù)的總結(jié):
一、材料因素
熱膨脹系數(shù)(CTE)不匹配
焊接材料(如焊膏、填充金屬)與PCB基板或元器件的熱膨脹系數(shù)差異過大,在焊接冷卻過程中因收縮應(yīng)力不均導(dǎo)致填充層與基板分離或翹起。
多層PCB的層間材料(如半固化片)若CTE差異大或樹脂含量不足,易在熱壓后殘留應(yīng)力,加劇起翹風(fēng)險(xiǎn)。
材料受潮或污染
PCB或元器件存儲(chǔ)環(huán)境濕度過高,未進(jìn)行預(yù)烘烤去除水分,焊接時(shí)水汽揮發(fā)形成氣泡或分層。
焊膏吸濕或氧化導(dǎo)致潤(rùn)濕性下降,填充金屬無(wú)法有效結(jié)合基板。
二、工藝參數(shù)不當(dāng)
焊接溫度曲線設(shè)置不合理
回流焊預(yù)熱不足或峰值溫度過高,導(dǎo)致焊膏揮發(fā)物未充分排出,形成氣孔或應(yīng)力集中。
冷卻速率過快,熱應(yīng)力未充分釋放,填充層與基板因收縮差異分離。
焊膏印刷與貼裝問題
焊膏印刷偏移或厚度不均,導(dǎo)致填充金屬分布不勻,局部結(jié)合力不足。
貼裝壓力過大或過小,元器件與焊盤未完全接觸,焊接后易翹起。
三、設(shè)計(jì)缺陷
焊盤與元器件布局不合理
焊盤尺寸、形狀或間距設(shè)計(jì)不當(dāng)(如不對(duì)稱焊盤),導(dǎo)致焊接時(shí)受熱不均,產(chǎn)生立碑或翹曲。
大功率器件或厚重元器件布局集中,加劇局部熱應(yīng)力。
PCB層壓與結(jié)構(gòu)對(duì)稱性不足
多層板層間疊層設(shè)計(jì)不對(duì)稱(如奇數(shù)層或混壓材料),易在熱壓后形成殘余應(yīng)力。
內(nèi)層銅箔分布不均,殘銅率差異大,導(dǎo)致熱膨脹不一致。
四、環(huán)境與操作因素
焊接后冷卻環(huán)境控制不足
未采用緩冷措施(如后熱處理),快速冷卻導(dǎo)致應(yīng)力無(wú)法釋放。
設(shè)備與操作誤差
貼片機(jī)精度不足或支撐銷設(shè)定不當(dāng),導(dǎo)致元器件偏移或受力不均。
電極壓力過大、電極端部尺寸不匹配等焊接設(shè)備參數(shù)錯(cuò)誤。
解決方案建議
優(yōu)化材料選擇與預(yù)處理
確保PCB與焊接材料CTE匹配,并嚴(yán)格管控存儲(chǔ)環(huán)境濕度,焊接前進(jìn)行預(yù)烘烤(如120℃烘烤4小時(shí))。
調(diào)整工藝參數(shù)
合理設(shè)置回流焊溫度曲線,確保焊膏揮發(fā)物充分排出,并控制冷卻速率。
校準(zhǔn)貼片機(jī)參數(shù)(如貼裝壓力、支撐銷位置)并優(yōu)化焊膏印刷精度。
改進(jìn)設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)
采用對(duì)稱疊層設(shè)計(jì),平衡內(nèi)層銅箔分布,減少熱應(yīng)力集中。
避免大尺寸焊盤差異,增加工藝邊鋪銅以提升結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
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