王陽濤 譚明睿

摘要：對PCB產(chǎn)品生產(chǎn)過程中錫珠的產(chǎn)生進(jìn)行系統(tǒng)的分析。通過材料、設(shè)備、環(huán)境溫濕度、生產(chǎn)工藝、等進(jìn)行分析，提出在SMT生產(chǎn)工藝過程中如何防止“錫珠”產(chǎn)生。為SMT工藝在生產(chǎn)過程中如何改善錫珠提供了參考。

關(guān)鍵詞：錫珠;防控;改善

SMT（Surface Mounted Technology）技術(shù)因其具備電子產(chǎn)品體積小，組裝密度高，可靠性高和易于實現(xiàn)自動化等特點，已成為目前電子組裝行業(yè)里最重要的一種工藝和技術(shù)。在實際生產(chǎn)過程中，還是有各種各樣的問題發(fā)生。其中錫珠就是我們生產(chǎn)中的缺陷之一。因此，很有必要弄清楚錫珠產(chǎn)生的原因并進(jìn)行有效地控制及改進(jìn)。

下面就從各方面來分析焊錫珠產(chǎn)生的原因及解決方法：

1.“錫珠”產(chǎn)生的主要因素分析

1.1關(guān)于“錫珠”形態(tài)及標(biāo)準(zhǔn)：

根據(jù)電子產(chǎn)品生產(chǎn)現(xiàn)場質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)及無鉛的驗收標(biāo)準(zhǔn)（IPC-A-610E 標(biāo)準(zhǔn)）中指出：錫珠是指焊接后留下的球形焊料;是指在回流焊接時器件焊錫膏中的金屬粉粒飛濺在連接點周圍形成的焊粉尺寸大小的球

1.2在“SMT表面貼裝”焊接工藝中，錫珠是在回流爐中產(chǎn)生的。

1.2.1物料角度---錫膏

錫膏產(chǎn)生錫珠的主要原因是由錫膏的配方及成分所引起的。

錫膏中金屬及其氧化物的含量、金屬粉末的粒度，等都在不同程度地影響著“錫珠”的形成。

1.2.2設(shè)備角度---印刷機(jī)、貼片機(jī)、回流焊

1）錫膏在印制板上的印刷厚度及印刷量。錫膏的印刷厚度是生產(chǎn)中一個主要參數(shù)，印刷厚度通常在0.12-0.15MM之間，過厚或過多都容易導(dǎo)致“坍塌”從而形成“錫珠”，過少會影響焊接質(zhì)量。

2）如果在貼片過程中貼裝壓力過大。元件壓在錫膏上時就可能有一部分錫膏被擠在元件下面或有少量錫粉飛出。在焊接過程中這部分焊粉熔化從而形成“錫珠”。

3）回流焊設(shè)備如果溫區(qū)較少或回流焊設(shè)備的長度不夠，都會因升溫較快而產(chǎn)生錫珠。

1.2.3環(huán)境溫濕度影響

濕度敏感的元器件及印制板長時間暴露在空氣中會吸收水分并發(fā)生焊盤氧化，這些水分和焊膏吸潮的水分一樣，會導(dǎo)致可焊性變差，會影響焊接效果從而形成“錫珠”。

1.2.4工藝操作角度

1）印刷工藝：在印刷過程中錫膏的黏度較低、成型效果不好，會使印刷后錫膏容易坍塌。坍塌使錫膏留在阻焊層上，在回流焊接時產(chǎn)生焊錫珠。

2）貼片工藝：如果在貼裝時壓力太大，錫膏就容易被擠壓到元件下面的阻焊層上，在回流焊接時焊錫熔化在元件的周圍形成錫珠。

3）回流焊工藝：回流焊溫度曲線是決定錫珠形成的一個重要參數(shù)，回流過程中不同階段的溫度和升溫速度會導(dǎo)致不同的問題發(fā)生。特別是在焊接區(qū)，由于升溫速度較快，水分爆裂就容易形成錫珠。

1.2.5治工具設(shè)計角度

開孔定義不合理則會出現(xiàn)生產(chǎn)后元件少錫、開焊不良或產(chǎn)品錫珠不良。

2.生產(chǎn)中“錫珠”的預(yù)防措施

2.1錫膏選用：

錫膏的黏度、印刷性（滾動性、轉(zhuǎn)移性）、觸變性、常溫下的使用壽命等都會影響印刷質(zhì)量.

1）錫膏中金屬顆粒的含量，錫膏的氧化度。錫膏中金屬含量的質(zhì)量比約為9：1，體積比約為1：1，當(dāng)金屬含量增加時，錫膏的黏度增加，就能有效的抵抗預(yù)熱過程中汽化產(chǎn)生的力。此外，金屬含量的增加也可以減小錫膏印刷后的塌陷。因此，選用金屬含量高的錫膏不易產(chǎn)生焊錫珠。

2）錫膏中金屬顆粒的粒度越小，錫膏的總體表面積就越大。從而導(dǎo)致較細(xì)顆粒的氧化度越高，因而錫珠現(xiàn)象加劇。選用較細(xì)顆粒粒度的錫膏更容易產(chǎn)生焊錫珠。目前使用25-45μm 稱3號粉，20-38μm 稱4號粉。目前我們工廠使用錫膏均為4號粉。

2.2設(shè)備選用：

1）印刷機(jī)的選用：印刷機(jī)應(yīng)選用壓力適中、控制精確的全自動印刷機(jī)。對于德森Desen Classic 1008 型號全自動印刷機(jī)。該款印刷機(jī)印刷精度：±0.025mm、重復(fù)精度±0.01mm、脫模PCB三段脫模 脫模速度、脫模距離軟件可調(diào)。印刷速度、刮刀壓力、印刷平臺上升高度均可調(diào)節(jié);滿足產(chǎn)品使用要求。

2）貼片機(jī)的選用：主要是貼片的壓力和位置精準(zhǔn)度。一般全自動貼片機(jī)都能達(dá)到使用要求。對于三星SM482型號全自動貼片機(jī)。滿足目前產(chǎn)品使用要求。

3）回流焊設(shè)備的選用：回流焊溫度曲線是決定錫珠形成的一個重要參數(shù)，回流過程中不同階段的溫度和升溫速度會導(dǎo)致不同的問題發(fā)生?；亓骱腹に嚫鶕?jù)焊錫膏的種類選擇合適的溫度曲線并進(jìn)行微調(diào)控制傳板的速度，對于勁拓JTE-1000 長度6160MM.運(yùn)輸速度：300-2000mm/min.上10/下10個加熱區(qū).上2個冷卻區(qū). PID閉環(huán)控制+SSR驅(qū)動 冷卻方式為強(qiáng)制空冷?？梢詽M足產(chǎn)品使用要求。

2.3溫濕度管控

分別將EL產(chǎn)品PCB放在濕度>70%的環(huán)境下24H，烘烤和不烘烤分別驗證錫珠良率。如表1所示。

通過上述產(chǎn)品在濕度>70%的環(huán)境下24H，烘烤和不烘烤生產(chǎn)驗證：濕度敏感元件和印制板要進(jìn)行濕度敏感度控制?？刂频脑瓌t是在運(yùn)輸，儲存，備料及生產(chǎn)過程中一定要嚴(yán)格按照元器件及印制板的濕度敏感等級進(jìn)行控制。

2.4工藝操作鋼網(wǎng)開孔方式

實現(xiàn)較高百分比的焊膏釋放的鋼網(wǎng)能夠較好地避免塌邊，從而減少錫珠的產(chǎn)生。要獲得高百分比錫膏的釋放能力要求鋼網(wǎng)的開孔壁必須有較高的光滑度。因此最好選用開孔壁極光滑的鋼網(wǎng)開刻技術(shù);無鉛錫膏的鋼網(wǎng)應(yīng)采用含鎳量高的不銹鋼鋼片，因含鎳量高的不銹鋼片潤濕性好;目前我們采取激光開刻不銹鋼鋼網(wǎng)。

結(jié)論：

焊錫珠出現(xiàn)的因素有很多，其產(chǎn)生是一個極復(fù)雜的過程。必須注重制程前和制程中的每一個環(huán)節(jié)，盡可能避免或減少不利影響，以達(dá)到完美焊接。

參考文獻(xiàn)

[1] 顧靄云等編著.表面組裝技術(shù)（SMT）基礎(chǔ)與通用工藝.北京：電子工業(yè)出版社，2014.1.

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