SMT工藝 | SMT貼片加工中錫珠產(chǎn)生原因及改善方法

如今，SMT貼片組裝技術(shù)由于其貼片元件體積小、低成本、高可靠性等優(yōu)點在電子行業(yè)和電子產(chǎn)品中的應(yīng)用越來越廣泛?；亓骱附邮荢MT貼片組裝生產(chǎn)中應(yīng)用的主要焊接方式，焊接質(zhì)量直接影響電子產(chǎn)品的質(zhì)量，其高可靠性是電子產(chǎn)品高可靠性的重要前提。

錫珠是表面貼裝技術(shù)生產(chǎn)中的主要缺陷，主要集中在片式阻容元器件的側(cè)面，有時還會出現(xiàn)在IC（集成電路）或連接器引腳附近，直徑一般在0.2mm到0.4mm之間。錫珠不但影響電子產(chǎn)品的外觀，更重要的是在產(chǎn)品應(yīng)用過程中錫珠有可能脫落，造成組件短路，嚴(yán)重影響電子產(chǎn)品的質(zhì)量。所以，我們有必要弄清錫珠產(chǎn)生的原因，并在SMT組裝過程中對其進(jìn)行有效的控制，盡量減少錫珠的產(chǎn)生，最終提高電子產(chǎn)品的可靠性。

錫珠產(chǎn)生的原因

在印刷和貼片后，一些錫膏有可能因為坍塌或者受到擠壓等原因超出焊盤范圍，緊接著，回流焊接時，這些超出焊盤外的錫膏無法和焊盤上的錫膏熔融在一起，便在元件側(cè)面或焊盤、引腳等附近獨立出來，由于表面張力的作用，這些獨立出來的錫膏會聚成球狀，冷卻形成錫珠。

在具體生產(chǎn)過程中，很多生產(chǎn)細(xì)節(jié)和工藝設(shè)置都會形成錫珠，我們將從材料和工藝兩方面進(jìn)行總結(jié)。

  ? 材料方面：

    ① 錫膏觸變系數(shù)??；

    ② 錫膏冷坍塌或輕微熱坍塌；

    ③ 焊劑過多或活性溫度低；

    ④ 錫粉氧化或顆粒不均勻；

    ⑤ PCB焊盤間距??；

    ⑥ 刮刀材質(zhì)輕度小或變形；

    ⑦ 鋼網(wǎng)孔壁不平滑，有毛刺；

    ⑧ 焊盤及元件可焊性差；

    ⑨ 錫膏吸潮或有水分。

  ? 工藝方面：

    ① 錫量過多；

    ② 鋼網(wǎng)與PCB接觸面有錫膏殘留；

    ③ 熱量不平衡或爐溫設(shè)置不當(dāng)；

    ④ 貼片壓力過大；

    ⑤ PCB與鋼網(wǎng)印刷間隙過大；

    ⑥ 刮刀角度??；

    ⑦ 鋼網(wǎng)孔間距小或開口比率不合適；

    ⑧ 錫膏使用前未進(jìn)行正確的回溫；

    ⑨ 人為、設(shè)備、環(huán)境等其他因素。

減少錫珠的方法

找到了造成錫珠的原因，就要找到解決問題的方法。方法都是在不斷的實踐中找到的，作為一家有著14年電子組裝生產(chǎn)經(jīng)驗的公司，迅得的技術(shù)團隊一直在不斷尋求電子產(chǎn)品高品質(zhì)、高可靠性的生產(chǎn)方法，總結(jié)了以下幾個方法。

  ? 選擇合適的錫膏

    選擇什么樣的錫膏對焊接質(zhì)量起著直接影響。一旦選擇不適合產(chǎn)品工藝要求的錫膏，那么就會導(dǎo)致錫珠的產(chǎn)生。錫膏中金屬的含量、金屬顆粒大小、氧化度和印刷到焊盤上的厚度都是導(dǎo)致錫珠產(chǎn)生的危險因素。在正式批量使用前，可以對錫膏進(jìn)行試用，如果印刷效果能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，那么可以使用；如果不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，那么就需要考慮更換錫膏。

    根據(jù)迅得生產(chǎn)經(jīng)驗，使用金屬含量高的錫膏會有效降低錫珠的產(chǎn)生。因為金屬含量高意味著錫膏粘度高，能夠有效地抵抗預(yù)熱過程中汽化產(chǎn)生的力。而且，金屬含量增加了，金屬粉末的排列會變得更加緊密，在錫膏融化時不易被吹散。

    錫膏的金屬氧化度應(yīng)控制在0.05%以下，金屬氧化度越高，可焊性越低，發(fā)生錫珠的機會就越多，因此，錫膏金屬氧化度需要嚴(yán)格控制。相應(yīng)地，錫膏中粉末的顆粒越小，錫膏的總體表面積就會越大，那么金屬氧化度也會升高，更容易引起錫珠的產(chǎn)生。

    焊盤上錫膏的厚度要嚴(yán)格控制，通常在0.1mm到0.2mm之間，錫膏過厚會促進(jìn)錫珠的產(chǎn)生。而錫膏在焊盤上的厚度又與刮刀角度、刮刀移動速度和力度都有關(guān)，必須要合理地控制這些因素，這樣才能得到合適的錫膏厚度。

    錫膏中的助焊劑的量需要控制在合適的范圍內(nèi)，助焊劑太多，錫膏的局部會塌落，容易產(chǎn)生錫珠。如果助焊劑的活性太低，其去氧化能力變?nèi)?，也會產(chǎn)生錫珠。

    除此之外，錫膏的儲存和使用條件也需要特別注意。一般情況下，錫膏應(yīng)儲存在0到10℃的條件下，使用之前，要在室溫回溫，充分回溫前，是絕對不能將錫膏的蓋子打開的。

  ? 合理設(shè)計鋼網(wǎng)開口

    對于鋼網(wǎng)，要正確選擇鋼網(wǎng)厚度，嚴(yán)格控制鋼網(wǎng)的開口比例。鋼網(wǎng)厚度應(yīng)根據(jù)PCB板上引腳間距最小的器件確定，優(yōu)先選擇較薄的鋼網(wǎng)，盡量不去選擇較厚的鋼網(wǎng)。這樣可以有效地降低錫珠發(fā)生的可能性。

    鋼網(wǎng)開口形狀和開口大小不恰當(dāng)也會引起錫珠。適當(dāng)減小鋼網(wǎng)開口大小可以有效地減少錫珠的產(chǎn)生。除此以外，鋼網(wǎng)的清洗質(zhì)量要不斷提高，這樣有利于提高錫膏印刷質(zhì)量，印刷質(zhì)量提高了，后續(xù)的貼片、焊接過程中就不易產(chǎn)生缺陷。及時清潔鋼網(wǎng)有利于去掉PCB板表面殘留錫膏，這樣能夠防止錫珠的產(chǎn)生。

  ? 提高器件和焊盤的可焊性

    器件和焊盤的可焊性對錫珠產(chǎn)生有著直接的影響。如果器件和焊盤的可焊性不佳，也會產(chǎn)生造成錫珠產(chǎn)生，所以，需要確保器件和PCB的來料質(zhì)量。

  ? 優(yōu)化焊接溫度曲線

    無論錫珠的產(chǎn)生與上文的諸多因素相關(guān)，但最終產(chǎn)生都是在焊接過后，所以，焊接時的溫度變化曲線在控制錫珠的過程中起到了十分關(guān)鍵的作用?；亓骱附拥臏囟刃枰?jīng)過四個溫區(qū)，預(yù)熱、升溫、回流、冷卻。為了防止錫珠的產(chǎn)生，在預(yù)熱階段，溫度上升不能太快，升溫速度需要控制在2℃/秒以下，否則，容易引起錫膏坍塌或飛濺，形成錫珠。同樣的道理也適用于之后的步驟，總之，回流焊爐的溫度必須要好好控制，避免溫度上升太快，造成焊接缺陷。

  ? 其它措施

    錫膏對溫度和濕度的要求特別高，溫度過高，錫膏粘度會下降，容易產(chǎn)生坍塌，產(chǎn)生錫珠。而且，錫膏容易吸收水分，這樣在焊接的過程中容易發(fā)生飛濺，產(chǎn)生錫膏。所以，必須要嚴(yán)格控制組裝車間溫度，通常情況下，溫度設(shè)置在18℃到28℃之間，相對濕度設(shè)置在40%到70%之間。