原创 焊锡珠的产生原因及解决方法

焊锡珠的产生原因及解决方法

    焊锡珠现象是表面贴装生产中主要缺陷之一，它的直径约为0.2-0.4mm，主要集中出现在片状阻容元件的某一侧面，不仅影响板级产品的外观，更为严重的是由于印制电路板上元件密集，在使用过程中它会造成短路现象，从而影响电子产品的质量。因此弄清它产生的原因，并力求对其进行最有效的控制就显得犹为重要了。

    焊锡珠产生的原因是多种因素造成的，再流焊中的温度时间，焊膏的印刷厚度，焊膏的组成成分，模板的制作，装贴压力，外界环境都会在生产过程中各个环节对焊锡珠形成产生影响。

    焊锡珠是在负责制板通过再流焊炉时产生的。再流焊曲线可以分为四个阶段，分别为：预热、保温、再流和冷却。预热阶段的主要目的是为了使印制电路板和上面的表贴元件升温到120-150度之间，这样可以除去焊膏中易挥发的溶剂，减少对元件的热振动。因此，在这一过程中焊膏内部会发生气化现象，这时如果焊膏中金属粉末之间的粘结力小于气化产生的力，就会有少量焊膏从焊盘上流离开，有的则躲到片状阻容元件下面，再流焊阶段，温度接近曲线的峰值时，这部分焊膏也会熔化，而后从片状阻容元件下面挤出，形成焊锡珠，由它的形成过程可见，预热温度越高，预热速度越快，就会加大气化现象中飞溅，也就越容易形成锡珠。因此，我们可以采取较适中的预热温度和预热速度来控制焊锡珠的形成。

    焊膏的选用也影响着焊接质量，焊膏中金属的含量，焊膏的氧化物含量，焊膏中金属粉末的粒度，及焊膏在印制电路板上的印刷厚度都不同程度影响着焊锡珠的形成。

    1：焊膏中的金属含量：焊膏中金属含量的质量比约为90-91％，体积比约为50％左右。当金属含量增加时，焊膏的粘度增加，就能更有效地抵抗预热过程中气化产生的力。另外，金属含量的增加，使金属粉末排列紧密，使其有更多机会结合而不易在气化时被吹散。金属含量的增加也可以减小焊膏印刷后的塌落趋势，因此不易形成焊锡珠。

    2：焊膏中氧化物的含量：焊膏中氧化物含量也影响着焊接效果，氧化物含量越高，金属粉末熔化后结合过程中所受阻力就越大，再流焊阶段，金属粉末表面氧化物的含量还会增高，这就不利?quot;润湿"而导致锡珠产生。

    3：焊膏中金属粉末的粒度，焊膏中的金属粉末是极细小的球状，直径约为20-75um，在贴装细间距和超细间距的元件时，宜用金属粉末粒度较小的焊膏，约在20-45um之间，焊粒的总体表面积由于金属粉末的缩小而大大增加。较细的粉末中氧化物含量较高，因而会使锡珠现象得到缓解。

    4：焊膏在印制电路板上的印刷厚度：焊膏的印刷厚度是生产中一个主要参数，焊膏印刷厚度通常在0.15-0.20mm之间，过厚会导致"塌落"促进锡珠的形成。在制作模板时，焊盘的大小决定着模板上印刷孔的大小，通常，我们为了避免焊膏印刷过量，将印刷孔的尺寸制造成小于相应焊盘接触面积的10％。我们做过这样的实践，结果表明这会使锡珠现象有相当程度的减轻。

    如果贴片过程中贴装压力过大，这样当元件压在焊膏上时，就可能有一部分焊膏被挤在元件下面，再流焊阶段，这部分焊膏熔化形成锡珠，因此，在贴装时应选择适当的贴装压力。

    焊膏通常需要冷藏，但在使用前一定要使其恢复至室温方可打开包装使用，有时焊膏温度过低就被打开包装，这样会使其表面产生水分，焊膏中的水分也会导致锡金珠形成。

    另外，外界的环境也影响锡珠的形成，我们就曾经遇到过此类情况，当印制电路板在潮湿的库房存放过久，在装印制电路板的真空袋中发现细小的水珠，这些水分都会影响焊接效果。因此，如果有条件，在贴装前将印制电路板和元器件进行高温烘干，这样就会有效地抑制锡珠的形成。

    焊膏与空气接触的时间越短越好。这是使用焊膏的基本原则。

    取出一部分焊膏后，立即盖好盖子，特别是里面的盖子一定要向下压紧，将盖子与焊膏之间空气全部挤净，否则几天就可能报废。

    夏天空气温度大，当把焊膏从冷藏处取出时，一定要在室温下呆4-5小时再开后盖子。如焊膏在1-2个月短期内即可用完，建议不必冷藏，这样可即用即开。

    夏天是最容易产生锡球的季节。

    由此可见，影响锡珠的形成有诸多因素，只顾调整某一项参数是远远不够的。我们需要在生产过程中研究如何能控制各项因素，从而使焊接达到最好的效果。