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電路板焊接中錫球的產生原因及解決辦法學習

點擊數:605 發布日期:2014-9-26

在進行SMT 工藝研究和生產中，合理的表面組裝工藝技術在控制和提高SMT 生產質量中起到至關重要的作用。我們對波
峰焊和回流焊中產生錫珠的機理進行分析，并提出相應的工藝方法來解決。波峰焊和回流焊中的錫球錫球的存在表明工藝
不完全正確，而且電子產品存在短路的危險，因此需要排除。
波峰焊中的錫球波峰焊中常常出現錫球，主要原因有兩方面：
a.由于焊接印制板時，印制板上的通孔附近的水分受熱而變成蒸汽。如果孔壁金屬鍍層較薄或有空隙，水汽就會通過孔壁
排除，如果孔內有焊料，當焊料凝固時水汽就會在焊料內產生空隙（針眼），或擠出焊料在印制板正面產生錫球。
b.在印制板反面（即接觸波峰的一面）產生的錫球是由于波峰焊接中一些工藝參數設置不當而造成的。如果助焊劑涂覆量
增加或預熱溫度設置過低，就可能影響焊劑內組成成分的蒸發，在印制板進入波峰時，多余的焊劑受高溫蒸發，將焊料從
錫槽中濺出來，在印制板面上產生不規則的焊料球。
針對上述兩面原因，我們采取以下相應的解決措施：
a.通孔內適當厚度的金屬鍍層是很關鍵的，孔壁上的銅鍍層最小應為25um, 而且無空隙。
第二，使用噴霧或發泡式涂覆助焊劑。發泡方式中，在調節助焊劑的空氣含量時，應保持盡可能產生最小的氣泡，泡沫與
PCB 接觸面相對減小。
第三，波峰焊機預熱區溫度的設置應使線路板頂面的溫度達到至少100°C。適當的預熱溫度不僅可消除焊料球，而且避免
線路板受到熱沖擊而變形。
回流焊中錫球形成的機理回流焊接中出的錫球，常常藏于矩形片式元件兩端之間的側面或細距引腳之間。在元件貼裝過
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，液態焊錫會因收縮而使焊縫填充不充分，所有焊料顆粒不能聚合成一個焊點。部分液態焊錫會從焊縫流出，
形成錫球。因此，焊錫與焊盤和器件引腳潤濕性差是導致錫球形成的根本原因。
原因分析與控制方法造成焊錫潤濕性差的原因很多，以下主要分析與相關工藝有關的原因及解決措施：
a.回流溫度曲線設置不當。焊膏的回流是溫度與時間的函數，如果未到達足夠的溫度或時間，焊膏就不會回流。預熱區
溫度上升速度過快，達到平頂溫度的時間過短，使焊膏內部的水分、溶劑未完全揮發出來，到達回流焊溫區時，引起
水分、溶劑沸騰，濺出焊錫球。實踐證明，將預熱區溫度的上升速度控制在1～4°C/s是較理想的。
b.如果總在同一位置上出現焊球，就有必要檢查金屬板設計結構。模板開口尺寸腐蝕精度達不到要求，對于焊盤大小偏
大，以及表面材質較軟（如銅模板），造成漏印焊膏的外形輪廓不清晰，互相橋連，這種情況多出現在對細間距器件的
焊盤漏印時，回流焊后必然造成引腳間大量錫珠的產生。因此，應針對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量。
c.如果在貼片至回流焊的時間過長，則因焊膏中焊料粒子的氧化，焊劑變質、活性降低，會導致焊膏不回流，焊球則會
產生。選用工作壽命長一些的焊膏（我們認為至少4小時），則會減輕這種影響。
d.另外，焊膏印錯的印制板清洗不充分，使焊膏殘留于印制板表面及通孔中。回流焊之前，被貼放的元器件重新對準、
貼放，使漏印焊膏變形。這些也是造成焊球的原因。因此應加強操作者和工藝人員在生產過程的責任心，嚴格遵照工藝
要求和操作規程行生產，加強工藝過程的質量控制。

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