【編者按】PCB在錫膏工藝后，有部分功能不工作，出現(xiàn)了不知所以的問(wèn)題，使用正常挽救辦法，依舊不見(jiàn)起效，借住顯微鏡觀擦，更是一無(wú)所獲。作者將在本文為工程師們解答疑惑，通過(guò)分析錫膏、過(guò)爐工藝管控基本停留在錫膏存儲(chǔ)、爐溫不良所帶來(lái)的虛焊、假焊問(wèn)題，去解決PCB板上“隱秘的角落”！

SMT論壇上有這么一個(gè)帖子，大概的問(wèn)題是錫膏工藝后PCB上的晶振無(wú)法起振，排除虛焊、短路問(wèn)題，在晶振回路區(qū)域用洗板水擦洗或者烙鐵焊一下之后，晶振即恢復(fù)正常，而且問(wèn)題可雙向復(fù)現(xiàn)。

這已經(jīng)是2011年的一個(gè)帖子了，現(xiàn)在到論壇上還能看到江湖上各位同行為解決該問(wèn)題提出的各種建議。很遺憾，拋出這個(gè)帖子的工程師最后沒(méi)給出他的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，然而綜合各種說(shuō)法，該問(wèn)題基本鎖定在焊錫過(guò)爐工藝不良導(dǎo)致的質(zhì)量問(wèn)題！

大部分的研發(fā)人員所熟悉的錫膏、過(guò)爐工藝管控基本停留在錫膏存儲(chǔ)、爐溫不良所帶來(lái)的虛焊、假焊問(wèn)題，這些問(wèn)題所呈現(xiàn)出來(lái)的現(xiàn)象通常在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)就能得以暴露并進(jìn)行糾正，如塌陷、錫珠、歪斜、空洞等現(xiàn)象。

爐溫升溫太快導(dǎo)致氣體揮發(fā)外帶錫膏形成的錫珠

管腳與焊盤(pán)溫度不平衡導(dǎo)致虛焊

零件兩端錫膏濕潤(rùn)不平均導(dǎo)致歪斜

除卻焊接不良問(wèn)題，隱秘的角落：錫爐溫度和走板速度搭配不當(dāng)可能帶來(lái)未知的隱患問(wèn)題。這樣的不良無(wú)法使用肉眼識(shí)別，通常等到我們發(fā)現(xiàn)異常的時(shí)候，一整批板子已經(jīng)坐等上線(xiàn)組裝甚至已經(jīng)外發(fā)到用戶(hù)終端。

錫爐溫度和走板速度搭配不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致助焊劑殘留無(wú)法完全分解，活性極強(qiáng)的助焊劑容易在過(guò)錫缸后留下一些固態(tài)或粉狀殘留物。這些殘留物會(huì)吸收空氣中的水分，使潮氣侵入芯片或零件管腳的金屬化層，當(dāng)電路板表面產(chǎn)生一個(gè)薄潮氣層時(shí)，會(huì)降低電路板表面包括焊腳與焊盤(pán)之間的絕緣電阻、改變其中的寄生電容。

隱患 1

前文提到的晶振不良問(wèn)題在使用洗板水擦洗或烙鐵焊之后可恢復(fù)正常的問(wèn)題，極大可能就是殘留物吸收濕氣之后導(dǎo)致晶振與板子之間的寄生電容產(chǎn)生與通用理論值較大的差異，如果晶振振蕩回路設(shè)計(jì)冗余量較低，則容易出現(xiàn)晶振無(wú)法起振的問(wèn)題（參考《切勿忽視晶振的選型設(shè)計(jì)》）。

隱患 2

在帶有高壓電設(shè)計(jì)的PCB中，助焊劑殘留物、薄潮氣層會(huì)降低電路板表面的絕緣電阻，絕緣阻抗降低會(huì)導(dǎo)致高壓電容易出現(xiàn)放電擊穿現(xiàn)象，筆者曾碰到的一個(gè)類(lèi)似問(wèn)題就是在一款強(qiáng)電產(chǎn)品中，由于波峰焊過(guò)爐速度太快，錫膏助焊劑揮發(fā)附著在板材上降低強(qiáng)電絕緣度，存儲(chǔ)、運(yùn)輸過(guò)程中吸附空氣中的水汽之后，絕緣度進(jìn)一步降低，這直接導(dǎo)致了在生產(chǎn)車(chē)間老化后的產(chǎn)品無(wú)問(wèn)題，但在整機(jī)產(chǎn)品到達(dá)客戶(hù)手中，第一次上電時(shí)就概率性出現(xiàn)火花放電，類(lèi)似爆炸的現(xiàn)象。

隱患 3

在低功耗產(chǎn)品中，電路板的薄潮氣層會(huì)造成電路板腐蝕或生成金屬枝晶，當(dāng)枝晶出現(xiàn)在線(xiàn)路或焊區(qū)之間橋接時(shí)，會(huì)出現(xiàn)漏電問(wèn)題。對(duì)于低功耗產(chǎn)品，漏電問(wèn)題將直接導(dǎo)致產(chǎn)品使用壽命縮短。

如下是適普SF710無(wú)鉛錫膏的一個(gè)過(guò)爐曲線(xiàn)

這其中包括加熱階段、液體階段、冷卻階段的相關(guān)推薦說(shuō)明——

對(duì)于器件，特別是CPU，規(guī)格書(shū)中所提供的回流焊曲線(xiàn)可能會(huì)被很多工程師所忽略，其實(shí)這樣的一個(gè)曲線(xiàn)可以作為SMT時(shí)爐溫調(diào)試的一個(gè)參考，如下：

因此，嚴(yán)瑾的生產(chǎn)過(guò)程中，你最好要清楚錫膏、器件所推薦的爐溫與過(guò)爐速度，在試產(chǎn)階段，工程人員務(wù)必將錫膏型號(hào)、SMT過(guò)爐曲線(xiàn)進(jìn)行記錄、存檔，后續(xù)的量產(chǎn)盡量保持一樣的生產(chǎn)條件。為避免助焊劑殘?jiān)駳飧g，在成本可控的情況下還需要進(jìn)行PCBA清洗、涂覆三防漆操作，這樣的管控雖然繁瑣，但可以讓PCBA避免掉隱秘角落里的很多質(zhì)量隱患！

作者介紹：雕塑者（筆名），一名樂(lè)于開(kāi)源文化的工程師，個(gè)人公眾號(hào)【硬件大熊】。后續(xù)原創(chuàng)技術(shù)應(yīng)用筆記還將在我愛(ài)方案網(wǎng)上線(xiàn)，敬請(qǐng)期待！

來(lái)源：硬件大熊

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