PCBA面臨各式各樣的挑戰(zhàn)，立碑效應(yīng)是其中常見的一類缺陷。立碑效應(yīng)是由于無源貼片器件兩側(cè)端子上的錫膏在熔化過程中產(chǎn)生的表面應(yīng)力不一致或兩端吸熱速度不同焊錫熔化速率不同所導(dǎo)致。這兩股作用力相差過大，導(dǎo)致無源元件的一端翹起，斷開了與焊盤的連接，看上去就像是墓地中的墓碑一樣，因此被稱為立碑效應(yīng)、墓碑效應(yīng)、曼哈頓效應(yīng)等。（見圖1）

立碑效應(yīng)的形成原因

造成立碑效應(yīng)的原因很多，但大多都可以歸因于元器件終端上“潤濕力“（表面張力）不均。當(dāng)一端先于另一端熔化時，焊料上不平衡的潤濕力會“拉動”元件旋轉(zhuǎn)，一端脫離焊盤甚至直立?；亓鬟^程中，焊盤兩端受熱不均也會產(chǎn)生立碑現(xiàn)象。當(dāng)印刷電路板通過回流爐時，無源器件的左側(cè)通常先接受到熱量（如圖2所示）。這就使得靠近熱源（圖2右圖）的錫膏先熔化。焊料熔化后，表面張力會導(dǎo)致無源器件另一端抬起，甚至直立。

(T1 和T2：粘結(jié)力；T3：重力；T4：外部表面張力；使用錫鉛焊膏，T4明顯更大，T5：向下的表面張力)

減少立碑效應(yīng)的一種方法是使用熔化時具有較大塑性區(qū)的合金。塑性區(qū)指的是合金介于固態(tài)和液態(tài)之間的溫度區(qū)間。對于共晶合金，如Sn63/Pb37，就沒有塑性區(qū)——低于183°C時完全為固體，在高于183°C的溫度時完全成為液體。錫鉛銀合金，如Sn62/Pb36/Ag2或?Indalloy?100(Sn62.6/Pb37/Ag0.4)，因為有一定的塑性區(qū)，已廣泛應(yīng)用于含鉛電子組裝之中，以消除立碑問題。

在無鉛焊料中，SAC305的塑性區(qū)更大。因此，SAC305在降低立碑效應(yīng)方面會表現(xiàn)得更好，實驗結(jié)果也證實了這一點。圖3是不同合金立碑發(fā)生率的實驗結(jié)果。由于SAC305是應(yīng)用最廣泛的無鉛合金，因此在無鉛時代，立碑問題已大大減少。

結(jié)論：按照上述指導(dǎo)原則，可以最大限度地減少立碑的發(fā)生。減少立碑問題的最有效辦法就是使用大塑性區(qū)間的合金，如Indalloy?100（含鉛）或SAC305（無鉛）。與電路板設(shè)計工程師保持溝通也很重要，要盡量減少無源器件附近或下方的散熱不均設(shè)計。在設(shè)定回流曲線時，應(yīng)盡量減緩合金固相線到液相線時間，或者通過保溫區(qū)降低受熱差。結(jié)合SPI自動設(shè)備，確保錫膏量的一致性。減少焊錫量，尤其是在器件兩端的錫膏量。優(yōu)化貼片位置和高度，確保元件在貼片后沒有傾斜。使用空氣回流代替氮氣回流，回流氣氛氧含量過低反而會增加立碑發(fā)生率。

本文摘自銦泰公司的《印刷電路組裝之焊接缺陷指南》——Ron博士

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