回流焊接時(shí)錫珠的產(chǎn)生原因及對(duì)策方法
錫珠(Solder Balls):
1. 回流焊中錫珠形成的機(jī)理
回流焊中出現(xiàn)的錫珠(或稱焊料球),常常藏與矩形片式元件兩端之間的側(cè)面或細(xì)間距引腳之間。在元件貼狀過程中,焊膏被置于片式元件的引腳與焊盤之間,隨著印制板穿過回流焊爐,焊膏熔化變成液體,如果與焊盤和器件引腳等潤濕不良,液態(tài)焊料顆粒 不能聚合成一個(gè)焊點(diǎn)。部分液態(tài)焊料會(huì)從焊縫流出,形成錫珠。因此,焊料與焊盤和器件引腳的潤濕性差是導(dǎo)致錫珠形成的根本原因。
錫膏在印刷工藝中,由于模版與焊盤對(duì)中偏移,若偏移過大則會(huì)導(dǎo)致錫膏漫流到焊盤外,加熱后容易出現(xiàn)錫珠。貼片過程中Z軸的壓力是引起錫珠的一項(xiàng)重要原因,往往不被人們注意,部分貼裝機(jī)由于Z軸頭是根據(jù)元件的厚度來定位,故會(huì)引起元件貼到PCB上一瞬間將錫蕾擠壓到焊盤外的現(xiàn)象,這部分的錫明顯會(huì)引起錫珠。這種情況下產(chǎn)生的錫珠尺寸稍大,通常只要重新調(diào)節(jié)Z軸高度就能防止錫珠的產(chǎn)生。
2. 原因分析與控制方法
造成焊料潤濕性差的原因很多,以下主要分析與相關(guān)工藝有關(guān)的原因及解決措施:
(1) 回流溫度曲線設(shè)置不當(dāng)。焊膏的回流與溫度和時(shí)間有關(guān),如果未到達(dá)足夠的溫度或時(shí)間,焊膏就不會(huì)回流。預(yù)熱區(qū)溫度上升速度過快,時(shí)間過短,使錫膏內(nèi)部的水分和溶劑未完全揮發(fā)出來,到達(dá)回流焊溫區(qū)時(shí),引起水分、溶劑沸騰濺出錫珠。實(shí)踐證明,將預(yù)熱區(qū)溫度的上升速度控制在1~4℃/S是較理想的。
(2) 如果總在同一位置上出現(xiàn)錫珠,就有必要檢查金屬模板設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。模板開口尺寸腐蝕精度達(dá)不到要求,焊盤尺寸偏大,以及表面材質(zhì)較軟(如銅模板),會(huì)造成印刷焊膏的外輪廓不清晰互相連接,這種情況多出現(xiàn)在對(duì)細(xì)間距器件的焊盤印刷時(shí),回流后必然造成引腳間大量錫珠的產(chǎn)生。因此,應(yīng)針對(duì)焊盤圖形的不同形狀和中心距,選擇適宜的模板材料及模板制作工藝來保證焊膏印刷質(zhì)量。
(3) 如果從貼片至回流焊的時(shí)間過長,則因焊膏中焊料粒子的氧化,焊劑變質(zhì)、活性降低,會(huì)導(dǎo)致焊膏不回流,產(chǎn)生錫珠。選用工作壽命長一些的焊膏(一般至少4H),則會(huì)減輕這種影響。
(4) 另外,焊膏錯(cuò)印的印制板清洗不充分,會(huì)使焊膏殘留于印制板表面及通空中?;亓骱钢百N放元器件時(shí),使印刷錫膏變形。這些也是造成錫珠的原因。因此應(yīng)增強(qiáng)操作者和工藝人員在生產(chǎn)過程中的責(zé)任心,嚴(yán)格遵照工藝要求和操作規(guī)程進(jìn)行生產(chǎn),加強(qiáng)工藝過程的質(zhì)量控制。
了解了回流焊接時(shí)錫珠產(chǎn)生的原因,知道了相應(yīng)的預(yù)防解決辦法,有利于您更好的使用回流焊設(shè)備。