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​SMT回流焊工艺之回流温度相关失效案例
  2024-01-29      424

文章来源:腾昕检测微信公众号

引言

前两篇文章中,我们对SMT回流工艺中的锡膏焊接特性及回流温度曲线进行了介绍。

本篇文章主要涉及到与回流温度相关的失效案例,也是该专题的最后一期,感谢各位的阅读和支持。

  

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案例一

失效发生原因

某主板主芯片出现接地虚焊的情况,其发生原因为回流炉结构缺陷,板过炉时实际温度比测试温度低约8℃。

  

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失效解析

1.60mm宽度轨道直接对热风循环形成阻碍,导致回流炉内的整体温度不均匀,接地温度过低;

2.大面积的轨道(托盘)吸热严重,炉内整体热量损耗严重,热量分布不均衡。

  

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案例二

失效发生原因

BGA焊点有明显的裂纹,通过检测判断该裂纹是热应力所导致的热裂纹。

  

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失效解析

1.回流温度设定降温速率仅0.5℃/s,导致冷却阶段焊点的热应力影响较大,边缘焊点受应力作用时间长;

2. 由于器件结构特点,角部焊点先处于半固化或固化状态,但器件及PCB整体均处于高温形变状态,形变应力点集中于已经固化的角部焊点;

故导致BGA焊点热应力失效的主要原因为回流温度异常。

  

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案例三

失效发生原因

受回流温度设定及回流温度稳定性的影响,BGA焊点处出现裂纹。

  

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均从BGA侧裂开

失效解析

1、芯片焊点的NSMD焊盘结构,决定了存在应力集中以及由于CTE(热膨胀系数)匹配所导致的阻焊膜起翘产生内应力的问题。

2、从失效的应力模型分析,焊点断裂是由于热应力导致,焊点断裂发生的时机在降温阶段(220℃-200℃之间)。

注:非阻焊层限定(Non-Solder-Mask Defined,NSMD)

  

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应力模型

3、对回流温度曲线进行确认时发现,回流炉稳定性存在较大的隐患。具体测定过程如下:

  

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  案例四

  失效发生原因

  器件两端Sn熔融阶段升温斜率差异大,张力不同导致电容虚焊。

  

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失效解析

电容外电极采用纯锡镀层,纯锡熔点232℃。

对升温230℃-235℃区间进行独立分析,约1s 时间内,焊接OK 端的温度上升斜率高;

温度急速上升,焊接NG 端温度上升斜率低,基本处于平稳状态,二者差异很大。

  

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