PCBA冷焊分析

日期：2018-03-19

一.概述

　　在電子產(chǎn)品裝聯(lián)焊接中，虛焊現(xiàn)象一直是困擾焊點(diǎn)工作可靠性的一個(gè)最突出的問(wèn)題，特別是在高密度組裝和無(wú)鉛焊接中，此現(xiàn)象更為突出。歷史上電子產(chǎn)品(包括民用和軍用）因虛焊導(dǎo)致失效而釀成事故的案例不勝枚舉。虛焊現(xiàn)象成因復(fù)雜、影響面廣、隱蔽性大，因此造成的損失也大。在實(shí)際工作中為了查找一個(gè)虛焊點(diǎn)，往往要花費(fèi)不少的人力和物力，而且根治措施涉及面廣，建立長(zhǎng)期穩(wěn)定的解決措施也不容易。因此虛焊問(wèn)題一直是電子行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。

　　在現(xiàn)代電子裝聯(lián)焊接中，冷焊是間距<0.5mm^BGA、CSP封裝芯片再流焊接中的一種高發(fā)性缺陷。在這類器件中，由于焊接部位的隱蔽性，熱量向焊球焊點(diǎn)部位傳遞困難，因此冷焊發(fā)生的概率比虛焊還要高。然而由于冷焊在缺陷現(xiàn)象表現(xiàn)上與虛焊非常相似，因此往往被誤判為虛焊而被掩蓋。在處理本來(lái)是由于冷焊現(xiàn)象而導(dǎo)致電路功能失效的問(wèn)題時(shí)，往往按虛焊來(lái)處理，結(jié)果是費(fèi)了勁恰效果甚微。冷焊與虛焊造成的質(zhì)量后果形式相似，但形成的機(jī)理恰不一樣，不通過(guò)視覺圖像甄別，就很難將虛焊和冷焊區(qū)別開來(lái)。它們?cè)谏a(chǎn)過(guò)程中很難完全暴露出來(lái)，往往要用戶使用一段時(shí)間（短則幾天，長(zhǎng)則數(shù)月甚至一年）后才能暴露無(wú)遺。因此不僅造成的影響極壞，后果也是嚴(yán)重的。

二.冷焊

1.定義和特征

　　在焊接中釬料與基體金屬之間沒有達(dá)到最低要求的潤(rùn)濕溫度；或者雖然局部發(fā)生了潤(rùn)濕，但冶金反應(yīng)不完全而導(dǎo)致的現(xiàn)象，可定義為冷焊。

　　它表明PCB及元器件的可焊性不存在問(wèn)題，出現(xiàn)此現(xiàn)象的根本原因是焊接的溫度條件不合適。

2.機(jī)理

　　冷焊發(fā)生的原因主要是焊接時(shí)熱量供給不足，焊接溫度未達(dá)到釬料的潤(rùn)濕溫度，因而結(jié)合界面上沒有形成IMC或IMC過(guò)薄，如左圖所示。有的情況下，界面上還存在著裂縫，如圖所示。

　　這種焊點(diǎn)，釬料是黏附在焊盤表面上的，有時(shí)表現(xiàn)得毫無(wú)連接強(qiáng)度可言。圖為一塊PCBA上的CSP芯片，由于冷焊，一受力芯片便撕裂下來(lái)。器件與焊盤分離后，焊盤表面潔凈且呈金屬光澤，如右圖所示。它與分離后的虛焊點(diǎn)的焊盤表面是完全不同的。

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