电路板中不良焊点检测方案(红外光谱仪)

SHIMADZUAPPLICATION NEWS光谱分析岛津国际贸易(上海)有限公司http：//www.shimadzu.com.cn上海(021)64156604 广州(020)87108613岛津应用技术咨询电话(分析中心) 北京(010)85252416/2417/2352 红外显微镜测定电路板不良焊点 摘要现代化的电路板(PCB)装配使用自动化的焊接工艺，焊接过程中会产生不良焊锡点，本文介绍通过红外显微镜法分析造成不良焊锡的原因。通常波峰焊接工艺如下：将元件插入相应的元件孔中→预涂助焊剂→预烘(温度90-100℃)→波峰焊(220-240℃)→切除多余插件脚→检查。通过红外显微镜测定了不良焊点处异物的红外光谱图，由此确认该异物的化合物类型。 取空白电路板，用刀刮去焊盘表面的助焊剂，以铜金属表面为背景，用显微镜测定表面助焊剂的反射光谱。显微镜照片及助焊剂红外光谱图如图1和图2所示。 选择常用助焊剂松香水涂于玻璃板上，烘干，用KBr压片法测定其红外光谱图，如图3中上面的谱线所示，其中3435cm1处的峰是松香中的残留乙醇所致，将图2与其对照可知，空白电路板上使用的助焊剂是松香。松香是一类天然树脂，其主要成分是树脂酸，1695cm1处的峰是酸C=O基的伸缩振动吸收峰。 图2助焊剂的红外光谱图 图1空白电路板显微镜照片 图3助焊剂与松香的红外光谱图比较 电路板上不良焊点的分析 图4是电路板上典型焊锡不良区域的显微镜照片，使用红外显微镜的观察模式，可以发现该区域存在大量异物，推测由于该异物的存在影响了上锡效果。 使用红外显微镜测定该异物的红外光谱图，如图5中上面的谱线所示。与助焊剂松香的红外光谱图比较可以发现，图中出现2927 cm-1， 1693 cm-1， 1446 cm1，1384cm1处有特征吸收，说明该区域也有助焊剂松香存在，使用软件IRSolution， 进行两光谱差差谱运算，得到谱图，如图6所示。 由差谱可以发现异物在1731 cm1和1014cm1处有强吸收峰，1731 cm1属酯C=O基伸缩振动吸收(范围在1756-1730 cm1)， 1014 cm1 属酯的 C-O-C 对称伸缩震动，而2968-2883 cm1一组吸收峰属于饱和C-H吸收，由此可以确认该异物属于脂肪酸酯类化合物。此类异物可能是由于电路板清洗不充分，残留在焊盘上，从而影响上锡效果。 图4不良焊点的显微镜照片 图5异物与松香的红外光谱图比较