錫珠産(chan)生的原因及對(duì)策

   焊(hàn)錫珠（SOLDER BALL）現象是表(biǎo)面貼裝（SMT）過程中(zhōng)的主要缺陷，主(zhǔ)要發生在片式(shi)阻容元件（CHIP）的周(zhou)圍，由諸多因素(sù)引起。本文通🔞過(guò)對可能🚩産生焊(hàn)錫珠的各種原(yuan)因的分析，提出(chū)相應的解決方(fang)法。
   焊錫珠現象(xiang)是表面貼裝過(guo)程中的主要缺(quē)陷之一，它的🌈産(chǎn)生是一個複雜(za)的過程，也是最(zui)煩人的問題☔，要(yao)完💃🏻全消除它，是(shi)非常困難的。
   焊(han)錫珠的直徑大(dà)緻在0.2mm～0.4mm 之間，也有(yǒu)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(xiǎng)了電子産品的(de)外觀，也對産品(pin)的質量埋下💋了(le)隐患🚶‍♀️。原因是現(xian)代化印制闆元(yuan)件密度高，間距(ju)小，焊錫珠在使(shi)用時可能脫落(luò)，從而造成元件(jiàn)短路，影響電子(zi)産品⛷️的質量。因(yīn)此，很有必要弄(nong)清它産生的⛷️原(yuán)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(hé)的。焊膏的印刷(shuā)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(qì)件及焊盤的可(kě)焊性、再㊙️流焊溫(wen)度的設置、外界(jie)環境的影響都(dou)可能是焊錫珠(zhū)産生的原因。
   下(xia)面我就從各方(fāng)面來分焊錫珠(zhu)産生的原因及(jí)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(yǎng)化度，焊膏中合(he)金焊料粉的粒(lì)度及焊膏印刷(shuā)到印制闆上的(de)🐕厚度都能影響(xiang)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(yǒu)效地抵抗預🎯熱(re)過程中汽化産(chǎn)生的力。另外，金(jin)屬含量的增加(jia)，使金屬粉末排(pái)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(shua)後的“塌落”，因此(cǐ)，不易産生焊錫(xi)珠。
   B、焊膏的金屬(shǔ)氧化度。在焊膏(gao)中，金屬氧化度(dù)越高在焊接時(shi)金屬粉末結合(he)阻力越大，焊膏(gao)與焊盤及元件(jiàn)之間就越不浸(jin)潤，從而導緻可(kě)焊性降低。實驗(yàn)表🌏明：焊錫珠的(de)發生率與♉金屬(shu)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(jīn)屬粉末的粒度(du)。焊膏中粉末的(de)粒度越小，焊膏(gao)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(yin)而焊🤩錫珠現象(xiàng)加劇。我們的實(shí)驗表明：選用較(jiào)細顆粒度的焊(han)膏時，更容易産(chǎn)生焊錫粉。
   D、焊膏(gāo)在印制闆上的(de)印刷厚度。焊膏(gao)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(cheng)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(zhu)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(ér)也容易産生錫(xī)珠🛀。免清洗💃焊膏(gao)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(shēng)焊🏒錫珠。
   F、此外，焊(han)膏在使用前，一(yī)般冷藏在冰箱(xiāng)中，取出來以❄️後(hou)應該🚶使其恢複(fú)到室溫後打開(kai)使用，否則，焊膏(gāo)容易吸🍉收水❌分(fen)，在再流焊錫飛(fēi)濺而産生焊錫(xi)珠。
   2、模闆的制作(zuò)及開口。我們一(yi)般根據印制闆(pǎn)上的焊盤來制(zhì)作模📱闆，所以模(mo)闆的開口就是(shì)焊盤的大小。在(zài)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(shi)産生焊錫珠。因(yin)此🔞，我們可以這(zhe)樣來制作模闆(pan)，把模闆的開口(kǒu)比焊盤的實際(jì)尺寸減小10％，另外(wai)，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(jiàn)的焊盤設計：
 
 

   模(mo)闆的厚度決了(le)焊膏的印刷厚(hòu)度，所以适當地(di)減小模闆的厚(hòu)度也可以明顯(xian)改善焊錫珠現(xian)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(han)後發現阻容元(yuan)件旁邊的焊錫(xi)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(zài)流焊基本上消(xiāo)⛹🏻‍♀️除了焊錫珠。
  件(jiàn)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(gao)就容易被擠壓(yā)到元件下面的(de)阻焊層上，在再(zài)流🧑🏽‍🤝‍🧑🏻焊時焊錫熔(róng)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(shi)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(ye)🔴有直接影響💔，如(ru)果元件和焊盤(pán)的氧化度嚴重(zhong)，也會造成焊☁️錫(xi)珠的産生。經🔱過(guò)熱風整平的焊(han)盤在焊膏印刷(shuā)後，改變了焊錫(xi)與焊劑的比🔞例(li)，使焊劑的比例(lì)降低，焊盤越小(xiǎo)，比例失調越嚴(yán)重，這也是産生(shēng)焊錫珠的一個(ge)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(shí)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(hé)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(jie)段，焊膏中的焊(han)🚶劑開始汽化，從(cóng)而可能使小顆(kē)粒金屬分開跑(pǎo)到元件的底下(xia)，在再流時跑到(dào)元件周圍形成(cheng)焊錫🌈珠。在這一(yī)階段，溫度上升(shēng)不能🐅太快，一般(ban)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(zhěng)再流焊的溫度(dù)曲線，采取較适(shì)中的預熱溫度(du)和預熱速度來(lai)控制⭕焊錫珠的(de)産生。
   外界因素(sù)的影響。一般焊(han)膏印刷時的最(zuì)佳溫度爲250C+30C，濕度(dù)爲相對濕度60％，溫(wen)度過高，使焊膏(gao)的黏度降低，容(róng)易産生“塌✍️落”，濕(shi)🙇🏻度過模高，焊膏(gāo)容易吸收水分(fèn)，容易發生飛濺(jiàn)，這都是引起焊(hàn)錫珠的原因。另(lìng)外，印制闆暴露(lu)在空氣中較長(zhǎng)的時間會吸收(shou)水分👅，并發生焊(han)盤氧化，可焊✍️性(xing)變差，可以在1200C—1500C的(de)幹燥箱中烘烤(kǎo)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(wǒ)們在調整參數(shu)時應綜合考慮(lü)，在生産中摸索(suǒ)經驗🌈，達到🚶‍♀️對焊(han)♈錫珠的最💃🏻佳控(kòng)制。

 

    文章整理：昊(hào)瑞電子 /