錫珠産(chǎn)生的原因及對(duì)策

   焊(han)錫珠（SOLDER BALL）現象是表(biǎo)面貼裝（SMT）過程中(zhōng)的主要缺陷，主(zhu)要🚶發生在片式(shì)✍️阻容元件（CHIP）的周(zhōu)圍，由諸多因素(su)引起。本文通過(guò)對可能㊙️産生焊(hàn)錫珠的各種原(yuán)因的分析，提出(chū)相應的解決方(fang)法。
   焊錫珠現象(xiàng)是表面貼裝過(guo)程中的主要缺(que)陷之一🚶‍♀️，它的🌈産(chan)生是一個複雜(za)的過程，也是最(zui)煩人的問題，要(yào)完全消⭐除它，是(shì)非常困難的。
   焊(han)錫珠的直徑大(dà)緻在0.2mm～0.4mm 之間，也有(you)超過此範圍的(de)，主要集中在片(pian)式阻容元件的(de)周圍。焊錫珠的(de)存在，不僅影響(xiang)了電子産品的(de)外🔆觀，也對産品(pǐn)的質量埋下了(le)隐患。原因是現(xiàn)代化印制闆元(yuán)件密度高，間距(ju)小，焊錫珠在使(shǐ)用時可能脫落(luo)，從而造成元件(jiàn)短路，影🛀🏻響電子(zǐ)産品的質量。因(yin)此㊙️，很有必要弄(nòng)清它産生的原(yuan)因，并對它進行(háng)有效的控制🔞，顯(xian)得尤爲重要了(le)。
    一般來說，焊錫(xi)珠的産生原因(yīn)是多方面，綜合(he)的。焊膏的印⚽刷(shua)厚度、焊膏的組(zu)成及氧化度、模(mo)闆的制作及開(kai)口、焊膏是🔆否吸(xi)收了水分、元件(jiàn)貼裝壓力、元器(qi)㊙️件及焊盤的可(kě)焊性、再💋流焊溫(wen)度的設置、外界(jiè)環境的影響都(dou)可能是焊錫珠(zhu)産生的原因。
   下(xia)面我就從各方(fang)面來分焊錫珠(zhū)産生的原因及(ji)解決方法😍。
焊膏(gao)的選用直接影(ying)響到焊接質量(liang)。焊膏中金屬的(de)💃🏻含量、焊🈲膏的氧(yang)化度，焊膏中合(he)金焊料粉的粒(li)度及焊膏印刷(shua)🔞到印制闆上的(de)厚度都能影響(xiǎng)焊珠的産🔴生。
   A、焊(han)膏的金屬含量(liàng)。焊膏中金屬含(hán)量其質量比約(yue)爲88％～92％，體⛷️積比約爲(wèi)50%。當金屬含量增(zēng)加時，焊膏的黏(nian)度增加，就能😘有(you)效地抵抗預👈熱(re)過程中汽化産(chǎn)生的力。另外，金(jīn)屬含量的增加(jiā)，使金屬粉末排(pai)列緊密，使其在(zai)熔🏃‍♂️化時更容結(jié)合而不被吹散(sàn)。此外，金屬含量(liang)的增加✨也可能(néng)減小焊膏印刷(shuā)後的“塌落”，因此(ci)，不易産生焊錫(xi)珠。
   B、焊膏的金屬(shu)氧化度。在焊膏(gao)中，金屬氧化度(dù)越高在⁉️焊接🈚時(shí)金屬粉末結合(he)阻力越大，焊膏(gāo)與焊盤及元件(jian)之間就越不🙇‍♀️浸(jìn)潤，從而導緻可(ke)焊性降低。實驗(yàn)表❓明：焊錫珠的(de)發生率與金屬(shǔ)粉末的氧化度(dù)成正比。一般的(de)，焊膏中的焊料(liào)氧化度應控制(zhì)在0.05％以下，最大極(ji)限爲0.15％。
  C、焊膏中金(jin)屬粉末的粒度(dù)。焊膏中粉末的(de)粒度越小🏃🏻‍♂️，焊🔞膏(gāo)的總體表面積(jī)就越大，從而導(dǎo)緻較細粉末的(de)氧化度較😄高，因(yīn)而焊錫珠現象(xiang)加劇。我們的實(shí)驗表明：選用較(jiao)細顆粒度的焊(han)膏時，更容易産(chan)生焊錫粉。
   D、焊膏(gāo)在印制闆上的(de)印刷厚度。焊膏(gāo)印刷後的厚度(dù)是漏🍓闆印🛀🏻刷✨的(de)一個重要參數(shu)，通常在0.12mm-20mm之間。焊(han)膏過厚會造成(chéng)焊膏的“塌落”，促(cù)進焊錫珠的産(chǎn)生。
   E、焊膏中助焊(hàn)劑的量及焊劑(ji)的活性。焊劑量(liang)太多，會造成焊(han)💰膏的局部塌落(luò)，從而使焊錫珠(zhū)容易産生。另外(wai)，焊劑的活性小(xiao)時✍️，焊劑👅的去氧(yǎng)化能力弱，從而(er)也容易産生錫(xī)珠。免清洗焊膏(gāo)的活性較松香(xiang)型和水溶型焊(hàn)膏要低，因此就(jiu)更有可🧑🏾‍🤝‍🧑🏼能産生(sheng)焊錫珠。
   F、此外，焊(hàn)膏在使用前，一(yī)般冷藏在冰箱(xiāng)中，取出來以後(hòu)應該使☂️其恢複(fú)到室溫後打開(kāi)使用，否則，焊膏(gao)容易吸收水分(fèn)，在再流焊錫飛(fēi)濺而産生焊錫(xī)珠。
   2、模闆的制作(zuo)及開口。我們一(yī)般根據印制闆(pǎn)上的焊盤來制(zhì)✔️作模闆，所以模(mó)闆的開口就是(shi)焊盤的大小。在(zai)印刷焊膏時，容(róng)易把焊✌️膏印刷(shua)到阻焊層上，從(cóng)而在再流🌂焊時(shí)産生焊錫珠。因(yin)此，我們可以這(zhè)樣來制作模闆(pan)，把模闆的開口(kou)比焊盤的實際(jì)尺寸減小10％，另外(wài)，可以更改開口(kǒu)的外形來達到(dào)理想的效果。下(xià)面🧑🏽‍🤝‍🧑🏻是幾種推薦(jian)的焊盤設計：
 
 

   模(mo)闆的厚度決了(le)焊膏的印刷厚(hou)度，所以适當地(dì)減小模闆的厚(hou)⚽度也可以明顯(xian)改善焊錫珠現(xiàn)象。我們曾經進(jin)行過這樣的實(shí)驗：起先使用0.18mm厚(hòu)的模闆，再流焊(hàn)後發現阻容元(yuan)件旁邊的焊錫(xī)珠比較嚴重，後(hòu)來🐆，重新制作了(le)一張模闆，厚度(dù)改爲0.15mm，開口形式(shì)爲上面圖中的(de)前一種設計，再(zai)流焊基本上消(xiao)🌍除了焊錫珠。
  件(jian)貼裝壓力及元(yuan)器件的可焊性(xìng)。如果在貼裝時(shi)壓力太高，焊膏(gāo)就容易被擠壓(yā)到元件下面的(de)阻焊層😍上，在🐪再(zai)流焊時焊錫💯熔(rong)化跑到元件的(de)周圍形成焊錫(xi)珠。解決方法可(kě)以減小貼裝時(shí)的壓力，并采用(yòng)上面推薦使用(yòng)的模闆開口形(xing)式，避免焊膏被(bèi)擠壓到焊盤外(wài)邊去。另外，元件(jian)和焊盤焊性也(yě)✉️有直接影響🌂，如(rú)果元件和焊盤(pan)的氧化度嚴重(zhong)，也會造成焊錫(xi)珠的産生。經過(guo)熱風整平的焊(hàn)盤在焊膏印刷(shuā)後，改變了💃焊錫(xī)與焊劑的比🌏例(li)，使焊劑的比例(li)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼降低，焊盤越小(xiǎo)，比例失調越嚴(yán)重，這也是産生(sheng)焊錫珠的一個(gè)原因。
   再流焊溫(wen)度的設置。焊錫(xi)珠是在印制闆(pan)通過再流🔞焊時(shi)😄産生🚩的，再流焊(han)可分爲四個階(jie)段：預熱、保溫、再(zai)流、冷卻。在💁預熱(rè)階段使焊膏和(he)元件及焊盤的(de)溫度上升到💃1200C—1500C之(zhī)間，減小元器👉件(jian)在再流時的熱(re)沖擊，在這個階(jiē)段，焊膏中的焊(hàn)劑開始汽化，從(cong)而可能使小顆(ke)粒金屬分開跑(pǎo)到元件的底下(xià)，在再流時跑到(dào)元件周圍形成(chéng)焊錫珠。在這一(yī)階段，溫度上升(shēng)不能太快🈲，一般(bān)應小🐅于1.50C/s，過快容(rong)易造成焊錫飛(fei)濺，形成焊錫珠(zhū)。所以應該調整(zheng)再流👅焊的溫度(dù)曲線，采取較适(shi)中的預熱溫度(dù)和預熱速度來(lai)控制焊錫珠的(de)産生。
   外界因素(su)的影響。一般焊(han)膏印刷時的最(zuì)佳溫度爲250C+30C，濕度(du)📧爲相對濕度60％，溫(wēn)度過高，使焊膏(gao)的黏度降低，容(rong)易産生“塌✂️落”，濕(shi)度過模高，焊膏(gao)容易吸收水分(fen)，容易😄發生飛濺(jian)，這都是引起焊(hàn)錫珠💃的原因。另(ling)外，印制闆暴露(lù)在空氣中較長(zhǎng)的時間會🤞吸收(shōu)水分，并發生焊(han)盤氧化，可焊性(xìng)變差，可以在1200C—1500C的(de)幹燥箱中烘烤(kao)12—14h,去除水汽。
  綜上(shàng)可見，焊錫珠的(de)産生是一個極(ji)複雜的過程，我(wo)們在調整✌️參數(shù)時應綜合考慮(lü)，在生産中摸索(suǒ)經驗，達到對焊(hàn)㊙️錫珠🐪的最佳控(kong)制。

 

    文章整理：昊(hào)瑞電子 /