发布时间:2024-06-07
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晶振焊盘氧化会降低焊料润湿性,造成焊点不饱满、虚焊、假焊或接触不良,进而导致不起振、频率异常或设备运行不稳定。需要先区分氧化位置。如果是PCB焊盘氧化,可在符合工艺规范的前提下进行清洁或返修;如果是晶振本体焊端氧化,应避免用刀片等工具强行刮除,以免损伤镀层、焊端或器件封装。

什么是晶振焊盘氧化?
晶振焊盘氧化是指PCB焊盘或晶振焊端的金属表面,与空气、水汽、污染物等发生反应后形成氧化层或污染膜的现象。常见的原因有:
PCB或元器件储存时间过长
储存环境潮湿、温湿度控制不当
焊盘表面处理失效或受污染
手工接触留下油污、汗渍或助焊剂残留
回流焊、波峰焊的温度曲线或助焊剂活性不合适
生产环境中存在硫化物、粉尘等腐蚀性污染物
氧化或污染会阻碍焊锡与金属表面形成可靠的冶金结合,因此必须在焊接前确认焊盘的可焊性。
处理方式应根据氧化程度、氧化位置和产品可靠性要求决定。对于量产、高可靠性、车载、通信或医疗类产品,建议优先遵循PCB制造商、晶振规格书及企业返修规范。
若PCB焊盘只有轻微失光、灰尘或指纹污染,可尝试以下方式:
1. 使用无尘布或无尘棉签,配合适用于电子装配的异丙醇进行清洁;
2. 待清洁剂完全挥发后,检查焊盘是否平整、洁净且无残留;
3. 使用符合工艺要求的助焊剂和焊锡膏,并先在样板上确认润湿效果;
4. 对少量可返修的PCB焊盘,可由具备返修经验的人员进行局部补锡或重新上锡。
清洁后仍出现焊锡不润湿、焊料结球或焊盘发黑等情况时,不应直接投入生产。
若焊盘明显变色、发黑、粗糙、起皮、脱落,或清洁后仍无法可靠上锡,建议停止使用该焊盘或该批物料,并进行来料和储存条件排查。对于PCB焊盘,可由专业返修人员评估是否能够进行局部返修;对于晶振本体焊端,若氧化严重或镀层受损,建议隔离并更换器件,而不是自行打磨或刮削。不建议使用刀片直接刮晶振焊端。刮削可能破坏镀层、造成焊端变形或引入金属碎屑,反而增加可靠性风险。
轻度氧化的PCB焊盘,在完成清洁、可焊性确认和焊后检查后,通常可以继续使用。但以下情况建议停止使用并进行质量排查:
焊盘氧化严重、腐蚀、起皮或脱落
清洁后焊料仍不能正常润湿
同一批次晶振或PCB出现重复氧化问题
晶振焊端镀层损伤、变色严重或引脚腐蚀
焊接后出现虚焊、拉力不足、起振异常或频率异常

晶振焊接的通用注意事项
晶振对温度、热冲击和机械应力较敏感。无论手工焊接、回流焊还是波峰焊,都应以具体晶振型号的规格书和推荐温度曲线为准。
适用于样品、小批量生产或返修。应注意:使用温控烙铁,避免烙铁头长时间接触器件;焊接温度、接触时间和次数应遵循晶振规格书要求;焊接前确保焊盘洁净、焊锡和助焊剂适配;避免对晶振施加过大的机械压力;焊后检查焊点润湿、焊锡量、桥连和虚焊情况。部分器件会给出如350℃短时接触或260℃较长接触的手焊条件,但这不是所有晶振通用的参数,必须以对应型号的资料为准。
回流焊主要用于贴片晶振,例如KOAN KS32、KS50、KS70等系列。其基本原理是在PCB焊盘印刷焊锡膏后贴装元件,再通过受控加热使焊料熔化并形成可靠焊点。采用空气或氮气回流时,应根据焊锡膏和器件规格设置温度曲线。
回流焊流程:印刷焊锡膏 → 贴装元件 → 回流焊 → 清洗/检查
典型温区包括:预热区 → 恒温区 → 回流区 → 冷却区
回流焊的关键控制点包括:峰值温度和高温停留时间;升温及降温速率,避免热冲击;焊锡膏开封、回温、搅拌和使用期限;钢网开口、焊锡膏印刷量和贴装精度;焊后AOI、X-Ray或功能测试。

波峰焊主要用于插件元件,例如DIP封装的KS08、KS14等系列。其原理是使已插装元件的引脚通过液态焊料波峰,从而与PCB焊盘形成焊接连接。
波峰焊流程:插件 → 涂助焊剂 → 预热 → 波峰焊 → 冷却 → 剪脚 → 检查
波峰焊的关键控制点包括:助焊剂类型和涂覆均匀性;预热温度,避免热冲击和助焊剂活性不足;锡炉温度、波峰高度和传送速度;PCB浸锡角度与焊接时间;焊后检查连锡、拉尖、漏焊和虚焊。对于不适合波峰焊的贴片晶振,应采用选择性焊接、回流焊或符合器件要求的其他工艺,避免直接套用插件焊接条件。

预防比返修更重要。建议从物料、仓储和生产工艺三个环节控制:
1. 按物料标签和先进先出原则使用晶振及PCB;
2. 在温湿度受控、洁净且无腐蚀性气体的环境中储存;
3. 使用防潮、防静电的原包装,并在开封后按规定时限使用;
4. 避免徒手接触PCB焊盘和晶振焊端;
5. 定期检查焊锡膏、助焊剂和回流焊温度曲线;
6. 对异常批次进行可焊性、外观和功能验证;
7. 对高可靠性产品建立来料检验和焊后抽检机制。
KOAN晶振提供无源晶振和有源晶振,覆盖多种频率、封装和输出规格,可应用于消费电子、工业控制、通信及其他电子设备。KOAN配备信号分析仪、频率稳定度测试设备、高低温箱及抗冲击试验设备,可对温度、负载和电压变化等条件下的频率性能进行测试。具体产品的焊接曲线、可焊性条件和可靠性参数,请以对应型号规格书及技术支持确认结果为准。