光模块PCB的焊盘特性对焊接的影响

概要：本文主要讲解光模块产品在焊盘工艺制作中，不会有压焊接限定版和转印限定版两种焊盘，而由于两种焊盘设计的差异性，对光模块产品的焊情况也具有有所不同的影响。关键词：光模块；焊盘；阻焊限定版；转印限定版；前言随着电子产品南北短小轻巧以及多功能化，印制线路板也向着线路高密度低细致度、高频率、低厚径比方向发展，为了符合电子产品的小型化，高密度简化和轻量化的拒绝，PCB技术和印制电路板技术高速发展。

光模块产品在SMT贴装环节中经常经常出现一些焊盘拒锡问题，这些看起来为可焊性不当的问题，只不过跟光模块产品在焊盘设计上具有密不可分的联系。光模块产品在设计焊盘时，其工艺制作为阻焊限定版和转印限定版两种，由于两种工艺的差异性，阻焊限定版焊盘一般不会比转印限定版焊盘面积大20～40％左右，在SMT贴装后，钢网开窗、下锡量完全一致的情况下，阻焊限定版焊盘更容易经常出现边角方位丝金边的现象。下面以一例实际生产中光模块产品可焊性不当的案例为主要讲解内容，来解释阻焊限定版和转印限定版两种制作工艺的焊盘对PCB可焊性的影响。

1案例背景某光电板PCBA产品在贴装时经常出现丝金边现象，并获取了若干块同生产周期的PCB板和两面皆贴装了器件的不当PCBA板，拒绝对焊盘露金边原因展开分析。部分关键信息为：贴装后的PCBA板，整板经常出现丝金边现象，展现出为焊盘边角或边缘方位拒锡，且不良率高达100％，PCB表面处置为水金，其外观如图1右图：使用X－Ray测厚仪，对PCB焊盘展开测试，测算镍薄、金厚结果如表格1右图：如表格1右图，焊盘测算平均值金厚0．055μm，符合工艺拒绝，平均值镍薄5．845μm，符合工艺拒绝。

2过热点方位证实立体显微镜下仔细观察丝金边焊盘表观形貌，如下图2右图：仔细观察图2，PCBA焊盘表面上的焊料在焊盘上无法几乎覆盖面积，遮住金面，经常出现“丝金边”现象，呈圆形不润湿模式。且丝金边方位主要集中于在阻焊限定版焊盘上。

3焊点切片证实制作上锡不当焊盘横向切片，通过扫瞄电子显微镜仔细观察焊料在焊盘上的润湿角以及IMC生长情况，结果如图3右图：如图3右图，焊料与焊盘润湿角呈圆形锐角，焊盘不上锡方位没IMC分解，解释锡料未几乎铺展到焊盘边缘方位，而焊料覆盖面积方位的IMC层生长较好，厚度为3．04μm。4可焊性检验根据IPCJ－STD－003C标准，将同生产周期的PCB过两次无铅转往后做到边缘洗锡测试。洗锡结果如图4右图：试验条件：焊料：Sn96．5Ag3．0Cu0．5，焊温度：255℃，焊时间：10±0．5s，助焊剂：2＃标准助焊剂（松香：25％，异丙醇：74．61％，二乙胺盐酸盐：0．39％）。如图4右图，PCB经两次无铅转往洗锡后上锡效果较好，解释PCB可焊性较好。

5焊盘尺寸特点分析根据光电板特性，板上有许多转印限定版和阻焊限定版焊盘，转印限定版焊盘尺寸皆比阻焊接限定版焊盘尺寸要小一些，在钢网开窗尺寸和印锡膏量一定的情况下，面积略为大的阻焊限定版焊盘更容易经常出现因锡料无法几乎覆盖面积致焊盘边角而丝金边的问题，此种情况在光模块产品上常有再次发生。明确对比如右图5右图：如图5右图，阻焊限定版焊盘平均值面积为30．74μm2，转印限定版焊盘平均值面积为22．78μm2，阻焊限定版焊盘面积比转印限定版焊盘面积平均值大7．96μm2，大约大34．9％。

在贴装时，因阻焊接限定版焊盘面积比转印限定版焊盘面积略为大，在完全相同钢网开窗尺寸和同等下锡量情况下，焊料在转印限定版焊盘上能覆盖面积整个焊盘，而在阻焊限定版焊盘上则无法几乎覆盖面积整个焊盘，解释光电板在开钢网印刷锡膏时显然不存在阻焊限定版焊盘因比转印限定版焊盘面积较小，造成锡料无法几乎覆盖面积焊盘边缘的问题。6分析结论PCBA丝金边方位主要集中于在阻焊限定版焊盘上，因阻焊接限定版焊盘的补偿及开窗方式，其焊盘面积比转印限定版的焊盘面积略为大，造成阻焊限定版焊盘上的焊料无法几乎铺展覆盖面积至焊盘边缘方位，故经常出现较多焊盘边缘丝金边的情况。

第一作者：王燕，现就职于广州兴森快捷电路科技有限公司分析测试实验中心，任过热分析助理工程师，主要专门从事各项物理、化学检测分析研究及PCB／PCBA板级过热分析技术研究。

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