焊劑殘留物在不同的條件下形成不同的形態(tài),一般再流焊接完成后,焊膏中焊劑殘留呈玻璃態(tài),但如果焊點(diǎn)形成的環(huán)境比較封閉,就會(huì)形成粘稠狀的松香膜,我們稱之為“濕”的焊劑殘留物。如果焊點(diǎn)在高溫高濕環(huán)境下存放時(shí)間比較長(zhǎng),有可能形成白色粉狀結(jié)晶物。不管是“濕”的還是白色粉狀結(jié)晶狀態(tài),這些殘留物吸潮后,活化劑中的游離離子(H+)釋放出來(lái)并在偏壓作用下遷移,從而使絕緣電阻能降低到106Ω以下。
焊點(diǎn)在敞開環(huán)境下,再流焊接時(shí),焊膏中的溶劑、部分活化劑等會(huì)完全揮發(fā)掉,形成“干”,的松香膜,它將未反應(yīng)完全或未分解、未揮發(fā)的活化劑“固”住,起到了防止焊劑殘留物腐蝕的作用。但是,隨著元器件封裝的底部面陣化,特別是QFN、LGA封裝,焊膏再流時(shí)排氣通道越來(lái)越不暢通,有可能造成焊膏中的溶劑、活化劑等難以充分揮發(fā),形成“濕”的焊劑殘留物,使得殘留物中的離子態(tài)物質(zhì)能夠自由移動(dòng)。如果存在于有壓差的兩個(gè)引出端,將發(fā)生漏電甚至電遷移現(xiàn)象,其絕緣電阻將小于106Ω。
通常情況下,對(duì)于QFN,不需要做特別的設(shè)計(jì)考慮,由于其尺寸比較小,一般不會(huì)形成“濕”焊劑殘留物現(xiàn)象;對(duì)于LGA,可以采用焊盤周導(dǎo)通孔不塞孔或焊盤不阻焊的設(shè)計(jì)。原則上,如果不是因?yàn)槌叽绲南拗疲M可能不選用LGA封裝。開發(fā)LGA封裝,主要是IC廠家出于對(duì)降成本的考慮,對(duì)焊接而言沒有任何好處,不僅焊接良率不高,焊點(diǎn)的可靠性也不高。
( 1)印刷時(shí)的焊膏結(jié)塊現(xiàn)象,主要見于密封印刷頭的印刷過程,是由于焊膏焊粉受到四周的摩擦,焊粉表面的氧化物容易被去掉,焊膏越來(lái)越干所造成的。對(duì)于焊膏,我們希望印刷操作周期內(nèi)能夠保持性能穩(wěn)定,焊劑與焊粉不發(fā)生反應(yīng)。
(2)焊錫飛濺主要是焊膏中溶劑沸點(diǎn)比較低所引起的。
(3)對(duì)于LGA的焊接,可以采用無(wú)鹵焊膏(活性比較低,濕的殘留物也能夠滿足SIR的要求),但焊接的缺陷如球窩比較高;選用含鹵的焊膏,活性比較強(qiáng),焊接良率比較高,但可能漏電。
( 4)水溶性焊膏/焊劑。設(shè)計(jì)水溶性焊膏,就是為了不用VOC類有機(jī)溶劑,而能夠采用去離子水進(jìn)行清洗。水溶性焊膏的配方是按清洗工藝設(shè)計(jì)的,增加了活化劑,因此使用后必須進(jìn)行清洗。一般免洗焊膏不采用水溶性設(shè)計(jì),因?yàn)闆]有意義,同時(shí)有危害。能夠用水進(jìn)行清洗,就一定吸潮, 吸潮就會(huì)降低絕緣電阻。
( 5 )免洗焊膏的三防涂覆。一些產(chǎn)品要求高的可靠性,需要進(jìn)行三防涂覆。問題是,目前絕大多數(shù)產(chǎn)品使用了免洗焊膏,那么三防涂覆時(shí)還要不要進(jìn)行清洗呢?不清洗有什么風(fēng)險(xiǎn)?這是業(yè)界一直爭(zhēng)議的一個(gè)問題。研究表明可以直接在免洗單板上進(jìn)行三防涂覆,但是需要做涂料與焊劑殘留物的兼容性測(cè)試。
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