端子引脚焊接异常分析

No.1 案例概述

PCBA端子引脚焊接发生异常，通过对PCBA基板和端子进行一系列分析，定位到问题发生的原因在于共面性不良，且端子焊接引脚与锡膏接触程度不足导致。详细分析方案，请浏览文章获知。

Q:什么是共面性？

共面性也被称之为平整度、共面度，是指各个端面与基准面的偏移量，基准面由定义的三个端面组成。常见的应用包括IC芯片、电子连接器等电子元器件的针脚共面度等。

No.2 分析过程

#1 PCBA焊接异常插座分析

外观观察

#插座剥离后观察

#基板侧外观观察

#插座侧外观观察

说明：

插座剥离后观察，基板侧焊盘锡膏已自然坍塌成型，插座侧引脚有少量沾锡，均无应力撕扯痕迹。

切片断面分析

插座切片横切断面分析

#断面金相分析

 

说明：

端子一排焊接引脚与基板间距呈现“笑脸”形式，且左侧出现异常焊点的固定脚2比右侧固定脚高出16μm。

#断面SEM分析

[引脚53]

 

[引脚58]

 

[引脚60]

 

说明：

正常引脚53焊接引脚IMC连续致密；

焊接异常引脚58（该引脚与基板间距最大141μm）几乎无锡膏，焊盘锡膏已自然成型，界面平滑；

焊接异常引脚60，有少量沾锡，锡膏已自然成型，界面平滑；IMC连续致密。

插座切片竖切断面分析

#断面金相分析

#固定脚1测量图示

#固定脚2测量图示

#焊接异常引脚测量图示

说明：

端子左侧固定脚1较右侧固定脚2偏高，焊接异常引脚较同切面的引脚高出51.41μm。

#断面SEM分析

 

 

 

说明：

焊接异常引脚有少量沾锡，锡膏已自然成型，界面平滑；IMC连续致密。

PCBA板面共面性测量

/ 测量方法 /

以板面底部两侧为点，建立基准线，测量板面中间到基准线的距离。

说明：

PCBA经回流焊接后，板面形变量为35.33μm。

#2 单品插座分析

插座引脚平整度分析

/ 测量方法 /

以两端固定脚底座为两点，取一直线为基准线，每间隔一个引脚，测量引脚底部至基准线的距离。距离越大数值越大，则该引脚越“凸”。

说明：

最大值：129.80μm，最小值：74.91，即引脚水平差距为54.89μm

插座引脚整体呈现弧状，即中间下凸，两边翘起。

No.3分析结果

1.共面性不良

焊接引脚距基板距离呈现“笑脸”形式，即两边高，中间底；对插座引脚进行共面性测量，其引脚水平差距约为55μm，即插座引脚整体呈现中间偏一侧下凹的弧状。在回流时，基板受热亦出现微曲，形变量约为35μm，即二者间两侧存在有约90μm的高度差。

2.引脚与锡膏接触程度不足

部分焊接异常引脚底部有少量沾锡，但抬高间距最大的引脚几乎无锡膏；未焊锡引脚位置回流后锡厚度约为100μm，从而导致插座引脚和焊锡之间无法有效的接触，形成虚焊。

No.4 改善方案

建议#1

两侧引脚适当增加锡膏量，固定脚则减小锡膏印刷厚度，来平衡引脚与焊盘间的高度差，保障插座引脚与焊锡充分接触。

建议#2

对插座引脚的水平度进行管控，建议IQC抽检监控。

建议#3

建议对PCB、插座进行防潮管理，避免PCB、插座吸潮后回流形变量增大。

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　　审核编辑：汤梓红