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在電子產(chǎn)品的表面組裝過程中，尤其是在大批量回流焊接工藝中，無源片式元器件的墓碑效應(yīng)給PCBA組裝焊接增加了許多麻煩。隨著SMC/CMD的微小型化，回流焊接時這些片式元器件會出現(xiàn)“直立”，此現(xiàn)象又稱為“曼哈頓”效應(yīng)。
這種現(xiàn)象主要發(fā)生在小型片式元器件上，它們被焊接在相對兩極的表貼焊盤上，在焊接過程中元器件垂直地立起來，如圖所示。有時是部分直立，有時元器件完全直立在一個焊盤上，就像在墓地的墓碑似的。
隨著片式元器件的微型化和輕量化，高溫?zé)o鉛焊料的應(yīng)用，“墓碑”缺陷的影響反而變得更加顯著。在氣相回流和氮?dú)饣亓飨到y(tǒng)中，甚至在使用新批次的元器件和PCB時，墓碑效應(yīng)都容易出現(xiàn)。
初始潤濕差異導(dǎo)致的墓碑效應(yīng)
造成“墓碑”效應(yīng)的原因之一是無源元器件兩端焊料的初始潤濕力不同，這種不同來自于兩個焊端表面的潤濕力和焊料的表面張力的差異。如果一個焊端比另一個焊端更快地進(jìn)行回流和潤濕，那么作用在該焊端上形成焊點(diǎn)的力可能使元器件的另一個焊端抬起來，從而形成墓碑現(xiàn)象。
潤濕機(jī)理包括三個重要參數(shù):初始潤濕時間、潤濕力和完全潤濕時間。完全潤濕發(fā)生時，在焊點(diǎn)和元器件上的作用力最大，因此完全潤濕時間的差異直接關(guān)系到墓碑缺陷的產(chǎn)生。
氮?dú)夂蜌庀嗪附拥挠绊?/strong>
氮?dú)夂蜌庀嗪附訉δ贡?yīng)的影響是顯著的。在回流焊接的過程中，氮?dú)庾柚沽吮砻嬖傺趸涌炝顺跏紳櫇竦陌l(fā)生；氣相焊接的溫度上升速度應(yīng)受控，與氮?dú)猸h(huán)境一樣，氣相焊接的氣相也防止了表面的再氧化。在這兩種工藝條件下，待焊組件在進(jìn)入回流區(qū)時，金屬化表面的氧化大大減少，使?jié)櫇袼俣雀?。如果此時回流焊接的溫度上升速度過快，或者氣流方向、速度、溫度不均勻，那么貼片元件就更容易被拉起，形成墓碑效應(yīng)。
較快的初始潤濕沒有提供足夠的時間以減少ΔTS，而初始潤濕時間的額外推遲以減少ΔTS恰恰是要減少墓碑缺陷發(fā)生所必需的。因此，我們在看到氮?dú)夂蜌庀嗪附拥拿黠@好處的同時，也要采取額外的預(yù)防措施來減少墓碑效應(yīng)的產(chǎn)生。
規(guī)避“墓碑”效應(yīng)的措施
1.調(diào)整回流溫度曲線，增加預(yù)熱溫度和預(yù)熱時間，以縮小元器件兩端的溫差；
2.采用氮?dú)獗Ｗo(hù)回流焊接時，要控制氮?dú)猸h(huán)境下的殘氧量，優(yōu)選500ppm；
3.在保證焊點(diǎn)強(qiáng)度的前提下，焊盤尺寸應(yīng)盡可能小，因?yàn)楹副P尺寸減小后，錫膏的涂布量相應(yīng)減少，錫膏熔化時的表面張力也跟著減少。整個焊盤的熱容量減少，兩個焊盤上錫膏同時熔化的概率大大增加。
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