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)象一直是困擾焊點工作可靠性的一個最突出的問題，特別是在高密度組裝和無鉛焊接中，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。在實際工作中為了查找一個虛焊點，往往要花費不少的人力和物力，而且根治措施涉及面廣，建立長期穩(wěn)定的解決措施也不容易。因此虛焊問題一直是電子行業(yè)關(guān)注的焦點。

　　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。在處理本來是由于冷焊現(xiàn)象而導(dǎo)致電路功能失效的問題時，往往按虛焊來處理，結(jié)果是費了勁恰效果甚微。冷焊與虛焊造成的質(zhì)量后果形式相似，但形成的機理恰不一樣，不通過視覺圖像甄別，就很難將虛焊和冷焊區(qū)別開來。它們在生產(chǎn)過程中很難完全暴露出來，往往要用戶使用一段時間（短則幾天，長則數(shù)月甚至一年）后才能暴露無遺。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到最低要求的潤濕溫度；或者雖然局部發(fā)生了潤濕，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.機理

　　冷焊發(fā)生的原因主要是焊接時熱量供給不足，焊接溫度未達到釬料的潤濕溫度，因而結(jié)合界面上沒有形成IMC或IMC過薄，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，釬料是黏附在焊盤表面上的，有時表現(xiàn)得毫無連接強度可言。圖為一塊PCBA上的CSP芯片，由于冷焊，一受力芯片便撕裂下來。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的焊盤表面是完全不同的。

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