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回流焊锡珠形成原因及解决办法

分类: SMT封装来源:网络作者:网络发布时间:2019-02-01关键字:回流焊锡珠  形成原因  解决办法
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回流焊锡珠是表面贴装回流焊接主要缺陷,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侧面,不仅影响板产品的外观,更为严重的是由于印刷线路板上元件密集,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。因此弄清回流焊锡珠产生的原因,并力求对其进行有效的控制非常重要。

  回流焊锡珠是表面贴装回流焊接主要缺陷,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侧面,不仅影响板产品的外观,更为严重的是由于印刷线路板上元件密集,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。因此弄清回流焊锡珠产生的原因,并力求对其进行有效的控制非常重要。

回流焊锡珠

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

  锡珠是在负责制板通过回流焊炉时产生的。回流焊曲线可以分为四个阶段,分别为:预热、保温、回流和冷却。预热阶段的主要目的是为了使印制板和上面的表贴元件升温到120-150度间,这样可以除去焊锡膏中易挥发的溶剂,减少对元件的热振动。因此,在这过程中焊锡膏内部会发生气化现象,这时如果焊膏中金属粉末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,回流焊阶段,温度接近曲线的峰值时,这部分焊锡膏也会熔化,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。

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

  1:焊锡膏中的金属含量: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,焊锡膏的粘度增加,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:焊锡膏中氧化物的含量:焊锡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,回流焊阶段,金属粉末表面氧化物的含量还会增高,这就不利锡膏润湿而导致锡珠产生。

  3:焊锡膏中金属粉末的粒度,焊锡膏中的金属粉末是细小的球状,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:焊锡膏在印制板上的印刷厚度:焊锡膏的印刷厚度是生产中个主要参数,焊锡膏印刷厚度通常在15-20mm间,过厚会导致锡膏塌落促进锡珠的形成。在制作锡膏印刷模板时,焊盘的大小决定着锡膏印刷模板上印刷孔的大小,通常,我们为了避免焊锡膏印刷过量,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,就可能有部分焊锡膏被挤在元件下面,回流焊阶段,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。焊锡膏通常需要冷藏,但在使用前定要使其恢复室温方可打开包装使用,有时焊锡膏温度过低就被打开包装,这样会使其表面产生水分,焊锡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,当印制线路板在潮湿的库房存放过久,在装印制线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,在贴装前将印制线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。焊锡膏与空气接触的时间越短越好。这是使用焊锡膏的基本原则。取出部分焊锡膏后,立即盖好盖子,特别是里面的盖子定要向下压紧,将盖子与焊锡膏间空气全部挤净,否则几天就可能报废。

  夏天空气温度大,当把焊锡膏从冷藏处取出时,定要在室温下呆4-5小时再开后盖子。如焊锡膏在1-2个月短期内即可用完,建议不必冷藏,这样可即用即开。夏天是容易产生锡球的季节。

  由以上因素可见,影响锡珠的形成有诸多因素,只顾调整某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,从而使焊接达到好的效果。

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