PCB新聞 - SMT生產中錫珠產生的原因及控制方法

錫珠產生的原因及控制方法 SMT生產

近二十年來，隨著電子資訊產品輕、薄、節能、小型化、平面化的不斷發展，不同用途的電子產品必須採用表面貼裝（SMT）科技。 錫珠是電子產品的嚴重危害，如何减少錫珠是SMT企業管理和控制的關鍵內容之一。

根據相關案例，在 SMT 產品離子的回流焊接過程中，由於焊膏金屬顆粒的飛濺，容易形成微小的球形焊點或形狀不規則的焊料顆粒，稱為焊珠。焊珠是 SMT 生產中焊接過程中的主要缺陷之一。直徑約為 0.2.0.4 mm。它主要發生在 SMT 元件的側面或 IC 引腳之間。它不僅會影響印刷電路板產品，還會在使用過程中造成短路，嚴重影響電子產品的品質和壽命，甚至可能造成人身傷害。

錫珠是由多種因素引起的。 原材料、焊膏、範本、安裝、回流焊、環境等都可能導致錫珠。 囙此，研究其原因並尋求最有效的控制是非常重要的。

1. 印刷電路板板質量、元件

印刷電路板焊盤設計不合理。 如果元件體壓在焊盤上過多，焊膏擠出過多，可能會產生焊球。 在設計印刷電路板時，有必要選擇合適的組件封裝和合適的焊盤。 印刷電路板阻焊板印刷不好，表面粗糙，導致在回流過程中出現錫珠。 必須加强對來料印刷電路板的檢查。 當阻焊膜有嚴重缺陷時，必須將其退回或報廢。 墊子上有水分或污垢，導致產生錫珠。 在投入生產之前，必須仔細清除印刷電路板上的水分或污垢。 此外，客戶經常會遇到不同封裝尺寸的器件的替代要求，導致器件和焊盤之間不匹配，並且容易產生錫球。 囙此，應盡可能避免替換。

2.印刷電路板受潮

印刷電路板中的水分過多，當其在安裝後通過回流爐時，由於水分快速膨脹而產生氣體，並產生錫珠。 在投入SMT生產之前，要求印刷電路板必須乾燥並真空封裝。 如果它是潮濕的，需要在使用前在烤箱中烘烤。 對於有機焊接保護膜（OSP）板，不允許烘烤。 根據生產週期計算，OSP板可以在3個月內上線生產，需要更換資料超過3個月。

3、錫膏的選擇

錫膏顯著影響焊接質量。 錫膏中的金屬含量、氧化物含量、金屬粉末細微性和錫膏活性都在不同程度上影響錫珠的形成。 金屬含量和粘度。 通常，錫膏中金屬含量的體積比約為50%，質量比約為89%-91%，其餘為助焊劑（助焊劑）、流變改性劑、粘度控制劑、溶劑等。如果助焊劑比過大，錫膏的粘度將降低。 在預熱區，焊劑汽化產生的力過大，容易產生錫珠。

焊膏的粘度是影響印刷效能的重要因素。 通常在0.5到1.2 KPa·s之間。在模版印刷期間，錫膏的粘度約為0.8 KPa·s。當金屬含量新增時，錫膏的粘度新增，這可以更有效地抵抗預熱區汽化產生的力，還可以减少錫膏在印刷後塌陷的趨勢， 這可以减少錫珠。

氧化物含量。 焊膏中的氧化物含量也會影響焊接效果。 氧化物含量越高，金屬粉末熔化後對粘接過程的電阻越大。 在回流焊接階段，金屬粉末表面的氧化物含量會新增，這不利於焊盤的“潤濕”和錫珠的形成。 囙此，在金屬粉末（粉末）工藝中必須進行真空操作，以防止粉末氧化。

金屬粉末的細微性和均勻性。 金屬粉末是一種非常細小的球形顆粒，其形狀、直徑和均勻性都影響其印刷效能。 顆粒越細，氧化物含量越高。 如果細顆粒比例較大，列印分辯率會更好，但容易產生流掛，這會新增錫珠的數量； 顆粒比例越大，錫的含量越高。 均勻性差异很大，這將導致錫珠的新增。

錫膏活性。 錫膏的活性不好，而且幹得太快。 如果在預熱區添加過量稀釋劑，稀釋劑氣化產生的力將很容易產生錫珠。 如果您遇到活性較差的錫膏，最好立即停止使用，並用活性良好的錫膏更換。

錫珠產生的電路板問題及其控制方法

如果範本太厚，錫膏印刷會很厚，回流焊接後可能會產生錫球。 範本厚度的選擇原則：

範本厚度原理

如果範本太厚且錫珠太多，請儘快再次製作範本。 範本開口處未進行防錫珠處理，容易產生錫珠。 無論無鉛還是無鉛，錫列印範本的晶片開口必須是防球開口。 不當、過大或偏移範本開口將導致產生錫珠。 墊板的大小决定了範本開口的大小。 範本開口設計的最關鍵元素是尺寸和形狀。 為了避免過度錫膏印刷，開口尺寸設計為小於相應焊盤接觸面積的10%； 無鉛範本開口設計應大於含鉛範本開口設計，以便焊膏盡可能覆蓋焊盤。

閃光機參數設置調整不當導致錫珠的產生及其控制方法

錫膏在印刷後有凹陷，通過回流爐後可能形成錫珠。 焊膏有凹陷，這與印刷機刮板的壓力、速度和脫模速度有關。 如果出現錫膏塌陷，必須重新調整刮刀的壓力、速度或脫模速度，以减少塌陷並减少錫珠的發生。 當位置未正確對齊且印刷偏移時，印刷開始，囙此部分錫膏被染色在印刷電路板上，並且可能形成焊道。 焊盤上印刷的錫膏太厚，元件壓下後多餘的錫膏溢出，容易形成焊道。 錫膏的印刷厚度是生產中的一個主要參數，通常等於範本的厚度（1+10%±15%）。 過厚會導致邊緣塌陷並形成錫珠。 印刷厚度由範本的厚度决定，並且與機器的設定和錫膏的特性有一定的關係。 印刷厚度的微調通常通過調整刮刀壓力和印刷速度來實現。

錫珠形成的安裝壓力問題及其控制方法

如果貼片中間部分的壓力設定太大，當元件壓在錫膏上時，一部分錫膏可能被擠壓在元件下麵。 在回流焊接階段，這部分錫膏會熔化並容易形成錫珠，囙此應選擇適當的放置壓力。

爐溫問題導致錫珠及其控制方法

回流曲線可分為四個階段：預熱、保溫、回流和冷卻。 在預熱階段，將溫度提高到120到150度之間，這可以去除錫膏中的揮發性溶劑，並减少組件的熱振動； 同時，錫膏內部會發生汽化。 如果錫膏中的金屬粉末在力小於蒸發產生的力的情况下粘合，則少量錫膏將從焊盤溢出並離開，一些錫膏將隱藏在晶片電阻器下，並在回流後形成焊球。 可以看出，預熱溫度越高和預熱區的快速加熱，大氣現象將新增，並且更容易形成錫珠。 囙此，調整回流爐的溫度，降低傳送帶的速度，並採用適當的預熱溫度和預熱速度來控制錫珠。

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