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深度解析SMT贴片加工中锡珠产生原因及预防

2017-12-16 11:33:14 PCBA加工厂家 247

SMT贴片加工过程中,过回流焊时非常容易产生锡珠,锡珠的大小和数量会对PCBA的性能产生非常大的影响,探究过炉时发生锡珠的原因并进行预防是工艺人员非常需要关注的。

SMT贴片加工

回流焊的“温度、时间、锡膏的质量、刷锡的厚度及钢网的制作还有贴装时对PCB板表面产生的压力”等等,这些都会造成在PCB板表面产生“锡珠”。SMT贴片加工中锡珠产生原因及预防措施如下:

一、锡膏质量问题引起的锡珠

在锡膏的使用当中,金属、氧化物、金属粉末的粒度及锡膏抗热坍塌效果都会产生“锡珠”。

1、合金粉末含量

其中锡膏中金属含量占据锡膏总量的89%~91%,体积达到锡膏中体积的50%才能形成形态和尺寸很好的锡珠。如果在焊接锡膏当中的金属元素含量越多,锡膏中金属粉末的排列就越紧密,锡粉会因为颗粒之间拥有更多结合的机会,不容易在气化过程中被吹散,所以不易形成锡珠,如果金属的含量少,那么出现锡珠的机率增高。

2、锡膏氧化

同时锡膏需要氧化物,这样才能影响到焊接的效果,氧化物含量越高,当锡膏融化后其中含有的金属粉末在面板焊盘上的表面张力较大,在回流焊接时金属粉末还能提升氧化物的含量,但是这样不利于融化的焊料完全浸润,从而导致细小锡珠产生。

3、锡膏颗粒大小

锡膏中除了金属粉的含量会影响到锡珠的产生外,其颗粒的大小也会影响到锡珠的产生,一般的锡粉粒径约在25~45 m,如果粉末中氧化物含量较低,会使得锡珠现象得到缓解。

4、锡膏抗热坍塌效果

在回流焊阶段,需要将焊盘预热,如果在锡膏抗热坍塌效果不好的环境下,在熔膏前需要印刷成型的锡膏开始坍塌,此时会出现锡膏外流的状况,在焊接区内就可熔化焊料,受到内应力的作用,锡膏收缩成焊点并开始浸润爬升至焊接端头,有时会因为焊剂缺失或者剂量不足的原因导致锡膏应力不足,流向焊盘外的锡膏没有收缩,当没有收缩的锡膏完全融化就会形成锡珠。

5、锡膏含有水分

锡膏在进行回温时,回温不恰当,过早打开盖子,导致与外面环境产生温度差,锡膏吸收水分,在锡膏印刷时,环境的湿度过大,,也会导致锡膏吸收空气中的水分,需控制在30-60RH之间。锡膏含有水分容易在过回流焊时,由于温度的升高,产生炸锡的情况,导致锡珠的产生。关于对锡膏的管控知识可以关注锡膏栏目,里面有详细的介绍。

二、锡膏印刷引起的锡珠

在印刷当中需要注意模板的印刷力度和钢网表面的清洁度,印刷过后及时清除多余锡膏,防止PCB板面在焊接当中产生锡珠。锡膏在PCB板上的印刷厚度和量需要控制在0.15 mm~0.20mm之间,如果厚度较大则容易导致坍塌,诱发锡珠形成。

对于SMT的模板钢网的防止产生的锡珠问题,需要根据是否为开口方式和开口率导致的锡膏在PCB板上呈现的印刷特性和焊接特性的不同缺陷而定,针对产生锡珠的不同原因进行适当改进,当钢网开口较大形成的锡珠则可以将其改为1∶0.75的楔形,这样能够大大降低产生锡珠的机率;这种改进并非一次就可以完成,需要经过3次或以上,当然也有两次就可杜绝锡珠形成的情况,这需要根据SMT实际的焊接过程而定。

三、回流焊接引起的锡珠

在焊接工艺当中出现“锡珠”的地方主要集中在回流焊部分,因为这部分的焊接需要分为预热、保温、焊接和冷却4个阶段,只有让PCB板和表贴元件的温度逐渐上升到120℃~150℃之间,才能去除锡膏中易挥发的溶剂,减少元件与热量之间的冲击。但是在此期间会因为锡膏内部气化将金属粉的凝结力降低,有部分焊粉会从焊盘上流出促使锡珠形成。所以在预热阶段,温度高、预热速度快则会加剧焊剂气化从而诱发坍塌,形成锡珠,只有采取适宜的预热温度和控制温度的手段才能避免锡珠的形成。

SMT贴片加工过程中需要集合锡膏自身的产品质量、制造工艺的适用性及助焊剂和焊粉的比例、锡球的颗粒度。当然大部分情况下所选择的锡膏符合电路板焊盘及SMT的规格即可,需具有良好的质量、熔融和导电能力。其次就是在焊接工艺上进行控制和改进。



标签:   电子组装锡珠

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广州市诺的电子有限公司成立于2010年,专业从事PCB电路板制作、SMT贴片加工、DIP插件、PCBA测试、成品组装、包装物流等一站式电子制造服务。公司下设天河、增城两家工厂,总占地面积4200㎡,配备7条SMT生产线(三星SM471及富士CP8系列)、3条插件生产线、4条成品组装线,通过ISO9001:2008及SGS认证,执行IPC-A-610E电子验收标准,长期为国内外上市公司及知名企业提供专业制造服务。

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