SMT灯芯效应引起的器件失效

灯芯效应又称爬锡效应，在PCB焊接机理中，焊锡的固有特性是“焊锡总是从低温流向高温”，也就是说焊锡的本性是哪个地方温度高去哪里。焊接时如果器件引脚的温度高，液态焊锡会沿着引脚向上爬。

图1. 灯芯效应及影响

灯芯效应出现的基本条件
1. 引脚可以被焊锡润湿并具备良好的焊锡性，如镀金引脚端子；
2. 引脚温度高于焊盘温度；
3. 热量充足，焊锡在爬升过程中不会轻易固化；
4. 引脚焊锡性比PCB焊盘焊锡性要好。

灯芯效应失效模式
原则上，PCB焊盘锡量充足时，灯芯效应并不会引起不良。灯芯效应引起失效主要有以下模式：
1.QFP引脚锡量过大，焊点虽然正常，但焊锡爬升导致鸥翼脚上部弯折区失去弹性，降低了引脚吸收机械应力、热应力的能力；

图2. QFP封装

2. 连接器灯芯效应，焊锡穿过器件塑料本体进入接插装配区，影响装配接插性能，判定为不允收；
3. 灯芯效应引起焊点短路或焊点开路；
4. 灯芯效应，焊锡进入器件内部引起器件功能失效。

如何预防灯芯效应？
1. 器件端子处理采用分段方案，预防焊锡爬升过度；
2. 器件选用端子、本体一体成型注塑方案，确保塑料本体与端子的紧密接触；
3. 回流温度曲线控制：避免PCB温度与器件本体落差过大，如PCB使用载具辅助过Reflow，炉子下温区温度较对应上温区温度设定值高，以有效补偿板子和载具的大热容影响；
4. 当PCB焊盘焊锡性较差而器件端子焊锡性较好时，Reflow恒温区需具备一定时间长度，让焊锡助焊剂有充分时间清除PCB焊盘氧化层，避免焊锡熔化时助焊剂未能将PCB焊盘表面氧化层清除掉而出现灯芯效应。

审核编辑 黄宇