錫珠産生的(de)原因及對策

   焊錫珠（SOLDER BALL）現象是(shi)表面貼裝（SMT）過程中(zhōng)的主要缺陷，主要(yào)發生在片式阻容(rong)元件（CHIP）的周圍，由諸(zhu)多因素引起。本🔴文(wén)通過對可能産生(sheng)💘焊錫珠的各種原(yuán)因的分析，提出相(xiàng)應的解決方法。
   焊(han)錫珠現象是表面(mian)貼裝過程中的主(zhu)要缺陷之一，它的(de)産生♉是一個複雜(za)的過程，也是最煩(fán)人的問題，要完全(quán)消除它，是非常困(kun)難的。
   焊錫珠的直(zhi)徑大緻在0.2mm～0.4mm 之間，也(yě)有超過此範圍的(de)，主要🌈集中在👣片式(shì)阻容元件的周圍(wéi)。焊錫珠的存在，不(bú)☎️僅影響了電子産(chan)品的外觀，也對産(chan)品的質量埋下了(le)隐患。原因是現代(dai)化☁️印制闆☂️元件密(mì)度高，間距小，焊錫(xī)珠在使用時可能(neng)脫落，從而造成元(yuán)件短路，影響電子(zi)産品的質量。因此(cǐ)，很有必要弄㊙️清它(ta)産生的原因，并對(dui)它🏃進行有效的控(kòng)制，顯得尤爲重要(yào)了。
    一般來說，焊錫(xi)珠的産生原因是(shì)多方面，綜合的。焊(han)膏的印❗刷🥵厚度、焊(han)膏的組成及氧化(huà)度、模闆的制作及(ji)開口、焊膏是否吸(xi)收了水分、元件貼(tiē)裝壓力、元器件及(jí)焊盤的可焊性、再(zài)🔞流焊溫度的設置(zhi)、外界環境的影響(xiang)都可能是焊錫珠(zhū)産生的原因。
   下面(miàn)我就從各方面來(lai)分焊錫珠産生的(de)原因及解決方法(fa)。
焊膏的選用直接(jiē)影響到焊接質量(liang)。焊膏中金屬的含(han)量、焊膏的氧化度(du)，焊膏中合金焊料(liào)粉的粒度及焊膏(gao)印刷到印制闆上(shang)的厚度都能影響(xiang)焊珠的産生。
   A、焊膏(gao)的金屬含量。焊膏(gāo)中金屬含量其質(zhì)量比約爲88％～92％，體積比(bi)約爲50%。當金屬含量(liàng)增加時，焊膏的黏(nian)度增加，就能有效(xiào)地抵抗預熱過程(chéng)中汽化産生的力(lì)。另外💔，金屬含量的(de)增加，使金屬粉末(mo)排列緊💛密，使其在(zai)熔化時更容結合(he)而不被吹散。此🧑🏾‍🤝‍🧑🏼外(wai)，金屬含量的增加(jia)♻️也可能減小焊膏(gao)印刷後的“塌落”，因(yin)此，不易産生焊錫(xi)珠。
   B、焊膏的金屬氧(yǎng)化度。在焊膏中，金(jīn)屬氧化度越高在(zài)🧡焊接時♌金屬粉末(mo)結合阻力越大，焊(han)膏與焊盤及元☁️件(jian)之間就越不浸潤(run)，從而導緻可焊性(xing)降低。實驗表明：焊(hàn)錫珠的發生率與(yǔ)金屬粉🥰末的氧化(hua)度成正比。一般的(de)，焊膏中的焊料氧(yǎng)化度應控制在☎️0.05％以(yǐ)下，最大🈲極限爲0.15％。
  C、焊(han)膏中金屬粉末的(de)粒度。焊膏中粉末(mò)的粒度越小，焊膏(gāo)的總體表面積就(jiù)越大，從而導緻較(jiào)細粉末的氧化度(dù)較高，因⛹🏻‍♀️而焊錫珠(zhū)現象加劇。我們的(de)實驗表👌明：選用較(jiào)細顆粒度的♊焊膏(gao)時，更容易産生焊(hàn)錫粉🏃🏻‍♂️。
   D、焊膏在印制(zhì)闆上的印刷厚度(du)。焊膏印刷後的厚(hou)度是漏闆印刷的(de)一個重要參數，通(tōng)常在0.12mm-20mm之間。焊膏過(guò)厚會造成焊膏的(de)“塌落”，促進焊錫珠(zhu)的産生。
   E、焊膏中助(zhu)焊劑的量及焊劑(jì)的活性。焊劑量太(tai)多，會造成🌈焊💔膏🥵的(de)局部塌落，從而使(shi)焊錫珠容易産生(shēng)。另外，焊劑的❌活性(xìng)☎️小時，焊劑的去氧(yang)化能力弱，從而也(ye)容易産🏃生錫珠。免(mian)清洗✍️焊膏的活性(xìng)較松香型和水溶(róng)型焊膏要低，因此(cǐ)就更有可能産生(shēng)焊錫珠。
   F、此外，焊膏(gāo)在使用前，一般冷(lěng)藏在冰箱中，取出(chu)來以後應💋該使其(qí)恢複到室溫後打(dǎ)開使用，否則，焊膏(gāo)容易吸收水分，在(zài)再流焊錫🈲飛濺而(ér)産生焊錫珠。
   2、模闆(pan)的制作及開口。我(wo)們一般根據印制(zhi)闆上的焊盤🏃來制(zhì)作模🧑🏽‍🤝‍🧑🏻闆，所以模闆(pan)的開口就是焊盤(pán)的大小。在印刷焊(hàn)膏時，容易把焊膏(gāo)印刷到阻焊層上(shàng)，從而在再流焊時(shi)産生焊錫😄珠。因此(ci)，我們可以這樣來(lai)制作模闆，把模闆(pan)的開口比焊盤的(de)實際尺寸減小10％，另(lìng)🈚外，可以更改開口(kou)的外形來達到理(li)想的效果。下面是(shì)幾種推薦的焊盤(pan)設計：
 
 

   模闆的厚度(du)決了焊膏的印刷(shua)厚度，所以适當地(dì)減小🚶‍♀️模闆的厚度(dù)也可以明顯改善(shàn)焊錫珠現象。我們(men)曾經進行過這樣(yang)的實驗：起先使用(yong)0.18mm厚的模闆，再流焊(hàn)後發現阻容元件(jiàn)旁邊的焊錫珠比(bi)較嚴重，後來🏃🏻，重新(xin)制作了一張模闆(pan)，厚度改爲0.15mm，開口形(xing)式爲上面🌏圖中的(de)前一種設計，再流(liú)焊基本上消除了(le)焊錫珠👣。
  件貼裝壓(ya)力及元器件的可(kě)焊性。如果在貼裝(zhuāng)時壓力太💰高🔅，焊🐪膏(gāo)就容易被擠壓到(dào)元件下面的阻焊(hàn)層上，在再流焊時(shí)焊錫♌熔化跑到元(yuan)件的周圍形成焊(han)錫珠。解決方法可(kě)以減小貼裝💰時的(de)壓力，并采用上🥰面(mian)推薦使用的模闆(pǎn)開口形式，避免焊(han)膏被擠壓到焊盤(pán)外邊去。另外，元件(jian)和焊盤焊性也有(yǒu)直接影響，如果元(yuan)件和焊盤的氧化(huà)度嚴重，也會造成(cheng)焊錫珠的産生。經(jing)過熱風整平的焊(hàn)盤在焊膏印刷後(hòu)，改變了焊錫與焊(han)劑的比例，使焊劑(jì)的比例降⭐低，焊盤(pan)越小，比例失調越(yue)嚴重，這也是産生(sheng)焊錫珠的一個原(yuan)㊙️因。
   再流焊溫度的(de)設置。焊錫珠是在(zài)印制闆通過再流(liú)焊時産生的，再流(liú)焊可分爲四個階(jiē)段：預熱、保溫、再流(liu)、冷卻。在預熱階段(duàn)🙇🏻使焊膏和元件及(jí)焊盤的溫度上升(sheng)到1200C—1500C之間，減小元器(qi)件在再🥵流時的熱(re)沖擊，在這個階段(duàn)，焊膏中的焊劑開(kai)始汽⚽化，從而可能(néng)使小顆粒金屬分(fen)開跑到元件的底(di)下，在再流時跑到(dao)元件周圍形成焊(han)錫珠。在這一階段(duàn)，溫度上升不能太(tài)快，一般應小于1.50C/s，過(guò)快容易造成焊錫(xi)飛濺，形成焊錫珠(zhū)。所以應該調整再(zài)流焊的溫度曲線(xiàn)，采取較适中的🔆預(yu)熱溫度和預熱速(sù)度來控制焊錫珠(zhū)的産生。
   外界因素(su)的影響。一般焊膏(gao)印刷時的最佳溫(wen)度爲250C+30C，濕度爲相對(dui)濕度60％，溫度過高，使(shi)焊膏的黏度降低(dī)，容易産生“塌落”，濕(shi)度過模高，焊膏容(rong)易吸收水分，容易(yì)🈲發生飛💛濺，這都是(shi)引起焊錫珠的原(yuán)因。另外，印制闆暴(bào)露在空氣中較長(zhang)的時間會✂️吸收水(shuǐ)分，并發生焊♊盤氧(yǎng)化，可焊性變差，可(kě)以在1200C—1500C的幹燥箱中(zhōng)烘烤12—14h,去除水汽。
  綜(zōng)上可見，焊錫珠的(de)産生是一個極複(fú)雜的過程，我們在(zài)調♊整參數時應綜(zōng)合考慮，在生産中(zhōng)摸索經驗，達到對(dui)焊錫珠的最佳控(kòng)制。

 

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