問題的根源

雖然在SMT回流焊和波峰焊過程中都會產(chǎn)生焊球，但在補焊或返修過程中，PCB手工焊接也會導(dǎo)致焊球形成。在手工焊接過程中，殘留在PCB或元器件內(nèi)部或表面的水分或其他雜質(zhì)排出時，就會形成焊球。烘烤或清洗PCB或元器件并對比結(jié)果有助于確定是否存在這種情況。在返修過程中用于回流焊膏的烙鐵也可能會過快加熱焊膏，并阻止助焊劑充分活化，從而導(dǎo)致焊料氧化并形成焊球。

問題的解決方案

當(dāng)助焊劑熔化后，未能清潔所有的焊接表面，從而使焊料無法凝聚成一個整體，就會形成焊球。較小焊球周圍形成的氧化物涂層會阻止焊料重新聚集在一起。降低烙鐵的溫度或使用較低的烙鐵芯溫度可以解決問題。

由于烙鐵頭在每個時間段內(nèi)只能活化一定量的助焊劑，因此為形成焊點，減慢焊絲進給速度（圖2）或減少焊料進給量（圖3）也有助于防止焊球形成。充分活化助焊劑是防止形成氧化層的關(guān)鍵。

圖2：焊絲進給過快會導(dǎo)致焊球形成。

圖3：焊料過多或過量會導(dǎo)致焊球形成。

利用能夠承受這種溫度上升速率的、更活化的助焊劑是防止氧化層形成的另一種選擇。當(dāng)使用焊膏進行返修時，使用具有較低升溫速率的熱風(fēng)或IR回流源可以消除焊球問題。較慢的升溫速率可確保助焊劑充分活化，從而防止焊球形成。

需要全面培訓(xùn)焊接技術(shù)人員，使其了解手工焊接和影響結(jié)果的變量，以減少焊球形成的機會。培訓(xùn)應(yīng)包括充分加強正確的材料，選擇正確的烙鐵頭作為引線和焊盤之間的熱橋，保持正確的烙鐵頭溫度，并保持烙鐵頭清潔。沒有經(jīng)驗的焊接技術(shù)人員可能會過快地進給過多焊料。

在評估焊料污染的可能性時，需要考慮的另一個因素是元器件引線污染。潛在的污染源包括元器件存儲不當(dāng)、元器件MSD控制不當(dāng)以及元器件所在的料帶、料盤或料管的清潔度。

IPC-A-610標(biāo)準(zhǔn)對焊球的規(guī)定

需要牢記檢驗標(biāo)準(zhǔn)中對焊球的規(guī)定。IPC-A-610H版5.2.7.1節(jié)規(guī)定：在以下情況下焊球被認定為缺陷：

焊球的存在使焊球與另一導(dǎo)電表面之間的距離減小到最小電氣間隙以下。

焊球沒有被裹挾、封裝或附著，或在使用環(huán)境中可能移位。焊球在電子產(chǎn)品外殼內(nèi)滾動是不可接受的。

焊球被裹挾在涂層或助焊劑殘留物中，從而無法維持電子組件的其他外形、裝配或功能。

消除焊球

可以通過多種方法消除焊球。對于裹挾在助焊劑中的焊球，用木簽或塑料簽即可去除。挑戰(zhàn)是確保以這種方式脫落的焊球不會在組件中“丟失”，引發(fā)未來的可靠性問題。可以用烙鐵、助焊劑和焊接編織帶去除大焊球。如果被三防漆或其他材料層裹挾，則需要在去除焊球之前去除涂層。

雖然焊球通常出現(xiàn)在其他PCB組裝工藝中，但可以通過多種方法減少手工焊接形成的焊球，包括：正確使用助焊劑；適當(dāng)?shù)睦予F頭和溫度選擇；以及保持焊接過程中的材料不含水分和污染物。

審核編輯：劉清