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真空回流焊接工艺优势

2022-06-14 10:28

随着电子产品的功能不断增强，印制电路板的集成度越来越高，器件的单位功率也越来越大，特别是在通信、汽车、轨道交通、光伏、军事、航空航天等领域，大功率晶体管、射频电源、LED、IGBT、MOSFET 等器件的应用越来越多，这些元器件的封装形式通常为 BGA、QFN、 LGA、CSP、TO 封装等，其共同的特点是器件功耗大，对散热性能要求高，而散热焊盘的空洞率会直接影响产品的可靠性。由于受到空洞的影响，焊点的机械强度会下降，而且热阻增大，电流通路减小，会影响焊点的导热和导电性能，从而降低器件的电气可靠性。

在 IPC-A-610、IPC7095、IPC7093 等规范中，对于 BGA、BTC 类封装器件的焊点空洞进行了详细描述，对于可塌落焊球的 BGA 类器件，规定空洞率标准为 30%，而其它情况均没有明确标准，需要制造厂家与客户协商确定；对于大功率器件的接地焊盘，一些高可靠性产品的用户对空洞率的要求往往会高于行业标准，进一步降低到10%，乃至更低。

因此，对于如何减少此类 SMT 器件焊点中的空洞，是提升产品质量与可靠性的关键问题之一。行业内目前有多种解决方案，如采用低空洞率焊膏、优化 PCB 焊盘设计、采用点阵式网板开孔、在氮气环境下焊接、使用预成型焊片，等等。但最终的效果并不不是很理想，针对大面积接地焊盘，但很难将空洞率稳定控制在 10% 以下。贴片器件在回流焊接之后，焊点里通常都会残留有部分空洞，焊点面积越大，空洞的面积也会越大；其原因是由于在熔融的焊料冷却凝固时，焊料中产生的气体没有逃逸出去，而被“冻结”下来形成空洞。影响空洞产生的因素是多方面的，与焊膏选择、器件封装形式、焊盘设计、 PCB 焊盘表面处理方式、网板开孔方式、回流曲线设置等都有关系。

真空回流焊接工艺可以稳定实现 5% 以下的空洞率，是解决空洞率问题非常有效的手段。真空回流焊接工艺对于去除焊点空洞有非常显著的作用，在真空条件下，通过合理设定工艺参数，均可以稳定实现 5% 以下空洞率的批量生产。