光模塊PCB焊盤的可焊性不良分析

隨著電子產(chǎn)品走向短小輕薄以及多功能化，印制線路板也向著線路高密度高精細度、高頻率、高厚徑比方向發(fā)展，為了滿足電子產(chǎn)品的小型化，高密度化和輕量化的要求，封裝技術和印制電路板技術高速發(fā)展。光模塊產(chǎn)品在SMT貼裝環(huán)節(jié)中時常出現(xiàn)一些焊盤拒錫問題，這些看似為可焊性不良的問題，其實跟光模塊產(chǎn)品在焊盤設計上有著密不可分的聯(lián)系。光模塊產(chǎn)品在設計焊盤時，其工藝制作為阻焊限定和蝕刻限定兩種，由于兩種工藝的差異性，阻焊限定焊盤一般會比蝕刻限定焊盤面積大20～40％左右，在SMT貼裝后，鋼網(wǎng)開窗、下錫量一致的情況下，阻焊限定焊盤容易出現(xiàn)邊角位置露金邊的現(xiàn)象。

下面有紫宸激光以一例實際生產(chǎn)中光模塊產(chǎn)品可焊性不良的案例為主要介紹內(nèi)容，來說明阻焊限定和蝕刻限定兩種制作工藝的焊盤對PCB可焊性的影響。

1 案例背景

某光電板PCBA產(chǎn)品在貼裝時出現(xiàn)露金邊現(xiàn)象，并提供了若干塊同生產(chǎn)周期的PCB板和兩面均貼裝了器件的不良PCBA板，要求對焊盤露金邊原因進行分析。

部分關鍵信息為：貼裝后的PCBA板，整板出現(xiàn)露金邊現(xiàn)象，表現(xiàn)為焊盤邊角或邊緣位置拒錫，且不良率高達100％，PCB表面處理為水金，其外觀如圖1所示：

采用X－Ray測厚儀，對PCB焊盤進行測試，實測鎳厚、金厚結果如表1所示：

如表1所示，焊盤實測平均金厚0．055μm，滿足工藝要求，平均鎳厚5．845μm，滿足工藝要求。

2 失效點位置確認

立體顯微鏡下觀察露金邊焊盤表觀形貌，如下圖2所示：

觀察圖2，PCBA焊盤表面上的焊料在焊盤上不能完全覆蓋，露出金面，出現(xiàn)“露金邊”現(xiàn)象，呈不潤濕模式。且露金邊位置主要集中在阻焊限定焊盤上。

3 焊點切片確認

制作上錫不良焊盤垂直切片，通過掃描電子顯微鏡觀察焊料在焊盤上的潤濕角以及IMC生長情況，結果如圖3所示：

如圖3所示，焊料與焊盤潤濕角呈銳角，焊盤不上錫位置沒有IMC生成，說明錫料并未完全鋪展到焊盤邊緣位置，而焊料覆蓋位置的IMC層生長良好，厚度為3．04μm。

如上所述，光電板PCBA產(chǎn)品的SMT貼裝工藝是一種比較傳統(tǒng)的焊接工藝，如今，隨著新型焊接工藝激光錫焊的成熟應用，相比傳統(tǒng)SMT貼裝工藝，該方法具有加熱速度快，熱輸入量及熱影響??；焊接位置可精確控制；焊接過程自動化；可精確控制釬料的量，焊點一致性好等優(yōu)點，更多的光通訊行業(yè)廠家選擇了使用激光錫焊機作為加工設備。