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SMT回流焊焊點暗淡是電子組裝中常見的外觀現象,其特征是焊點表麵失去光澤,呈現粗糙、顆粒狀或灰暗的形態。這並非一個單純的審美問題,其本質是焊點內部微觀結構的直觀反映。
一、核心機理:冷卻速度與晶粒結構
焊點暗淡的根本原因,在於焊料從液態凝固時的冷卻速度。當冷卻速度較快時,焊料合金中的原子來不及有序排列,形成大量細小的晶粒。這些微晶粒對光線的反射方向多樣,宏觀上便呈現出光亮、平滑的外觀。反之,若冷卻過程緩慢,原子有充足的時間遷移和排列,會形成粗大的晶粒結構。粗大晶粒的晶界明顯,對光線的漫反射增強,從而導致焊點表麵看起來暗淡無光。
二、成因分析:材料與工藝的雙重影響
導致冷卻過慢及焊點暗淡的具體原因可分為兩類:
(一)材料因素:
1、焊料本身:使用過期、氧化或受汙染的焊膏或焊錫絲,其合金成分或助焊劑已變質。
2、基板與元件:PCB焊盤的電鍍層(如ENIG、HASL)或元件引腳的電鍍層(如錫鍍層)中含有超標的雜質(如磷、鉍等),會幹擾正常焊接的冶金反應。
(二)工藝因素(尤指回流焊):
1、冷卻速率不足:這是最主要的工藝原因。回流焊爐的冷卻區風速或冷卻能力設置不當,無法使焊點在離開液相線後快速通過固態凝固區。
2、熱工藝不當:過高的峰值溫度或過長的液相線以上時間,同樣會加劇焊料氧化和晶粒粗化。
三、影響與核心處理原則:為何“修飾”是禁忌
需要明確的是,一個因正常冷卻緩慢而形成的暗淡焊點,其機械強度在初期通常是符合要求的。真正的風險在於對此現象的錯誤處理。
絕對禁止為了追求外觀光亮,而使用烙鐵對已凝固的焊點進行二次加熱或“修飾”。這一操作相當於對焊點進行了一次局部的、非受控的退火處理,會劇烈加速焊料與焊盤銅層之間脆性的金屬間化合物 的生長。過厚的IMC層會顯著降低焊點的機械強度和抗疲勞能力,使其在振動或冷熱循環中更容易開裂,其對可靠性的致命損害遠遠超過暗淡外觀所帶來的任何微小強度增益。
當焊點出現大麵積暗淡時,應將其視為一個工藝預警信號。正確的應對之策是係統性地回溯和優化工藝:檢查回流焊的冷卻曲線、驗證溫度 profile、確認物料狀態及可焊性。而針對單個焊點,隻要其潤濕良好、形狀完整且功能正常,就應接受其暗淡狀態,將可靠性置於外觀之上。
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