焊点剥离现象的成因及解决
焊点剥离现象多出现在通孔波峰焊接工艺中，也在回流工艺中出现过。焊点剥离现象是焊点和焊盘之间出现断层而剥离，如图1所示。
这类现象的主要原因是无铅合金的热膨胀系数和基板之间的差别很大，导致在焊点固化的时候在剥离部份有较大的应力而导致他们分开，一些焊料合金的非共晶性也是造成这种现象的原因。
图1 焊点剥离现象
所以处理此问题主要有两种做法，一是选择适当的焊料合金，二是控制冷却的速度，使焊点尽快固化形成较强的结合力。除了这些方法外，还可以通过设计来减少应力的幅度，也就是将通孔的铜环面积减小。
日本有一个流行的做法，是使用SMD焊盘设计。也就是通过绿油阻焊层来限制铜环的面积。但这种做法有两个不理想的地方，一是较轻微的剥离不容易看出；二是这样的焊点从可靠性寿命的角度上来看是属于不理想的。
有些剥离现象出现在焊点中间位置，如图2所示，称为裂痕或撕裂（Tearing）。这类问题如果在波峰通孔焊点上出现，业界有些供应商认为是可以接受的。主要是因为通孔的质量关键部位不在这个地方。但如果出现在回流焊点上，应该算是质量隐患问题，除非程度十分小（类似起皱纹）。
图2 插件焊点上的断裂层
Bi偏析引起的焊点剥离
焊料中Bi的存在在回流焊及波峰焊工艺中也会产生影响，即产生焊点剥离。由于Bi原子的迁移特性，致使在焊接过程中及焊接后，Bi原子向表面以及无铅焊料与铜焊盘之间迁移，而生成“多铋”的不良薄层，伴随使用过程中焊料和PCB基材之间的CTE不匹配问题，将造成垂直浮裂，如图3所示为Bi偏析导致的焊盘剥离现象的机理。
图3 Bi偏析导致的焊点剥离现象
本文内容节选自《电子设备板级可靠性工程》之第五章《单板组装过程的可靠性》
作者介绍
王文利博士曾任职华为技术有限公司中央研究部，主持建立华为公司工艺可靠性技术平台，参与建设公司工艺四大规范体系。2011年出版国内第一本电子工艺可靠性专著《电子组装工艺可靠性》，2024年出版国家出版基金资助项目现代电子机械工程丛书之《电子设备板级可靠性工程》。
20多年电子可靠性设计、工程、咨询经验，在电子产品DFX设计、电子工艺缺陷的机理分析与解决、质量提升、可靠性等领域有深入造诣和丰富的实践经验，为上百家世界五百强和电子百强企业提供过培训与咨询服务。
本文为电子可靠性专家王文利博士原创
