解析錫珠缺陷的原因及危害-深圳福英達(dá)
解析錫珠缺陷的原因及危害
錫珠是在焊接過程中形成的，當(dāng)出現(xiàn)錫膏印刷缺陷、錫膏坍塌或被貼片器件壓出焊盤時(shí)，經(jīng)再流后，在在元器件側(cè)面或留在元器件下面形成錫珠。它類似于焊球、但是尺寸很大，一般出現(xiàn)在鉅形片式元器件兩鍘或細(xì)間距引腳之間。
錫珠產(chǎn)生的原因較多，主要包括阻焊層、焊劑、潤濕性、鋼網(wǎng)開孔的設(shè)計(jì)、貼片壓力、合金成分、錫膏氧化、錫膏坍塌性差、錫膏活性不足、錫膏飛濺、漏版孔徑形狀、回流溫度曲線、回流無氮?dú)獗Ｗo(hù)等。
阻焊層
不光滑的阻焊層可以減少殘留物的擴(kuò)散，從而傾向于產(chǎn)生較少的錫珠:而光滑的阻焊層傾向于產(chǎn)生較多的錫珠，因?yàn)楹竸┰谝簯B(tài)時(shí)可能更容易擴(kuò)散。
焊劑組成
焊劑較多的焊膏，容易產(chǎn)生錫珠，這是因?yàn)樵阝F焊過程中，焊劑先于焊膏融化，當(dāng)焊膏開始熔化時(shí)，焊劑在“毛細(xì)”作用下順著元器件兩側(cè)底端的縫隙向中部延伸，直到兩端焊劑在中部匯集。過多的焊劑帶著部分較小顆粒一起遷移，同時(shí)向PCB表面沉積。冷卻時(shí)，由于表面張力作用，靠近焊盤和元器件焊端的合金被拉向焊盤形成焊點(diǎn)，而遠(yuǎn)離焊盤的合金逐漸向元器件中部收縮，在元器件側(cè)面形成錫珠。如果焊劑過少，錫膏的流動性差，釬焊效果不良。因此選擇錫膏時(shí)，應(yīng)注意焊劑的比例既不能太大，也不能太小。
潤濕性好壞
回流焊時(shí)，如果焊膏與焊盤和元器件潤濕不良，液態(tài)焊料在冷卻收縮過程中，部分液態(tài)合金會從焊縫中流出形成錫珠。造成洞濕性差的原因主要有兩方面;一是焊膏、焊盤和元器件引腳等材料的潤濕性差:二是釬焊工藝不當(dāng)，比如焊膏印刷完之后，不及時(shí)釬焊，焊膏中合金顆粒氧化、助焊劑揮發(fā)，使焊膏潤濕性變差。另外，無鉛焊接中如果沒有氮?dú)獗Ｗo(hù)釬焊過程中容易造成釬料氧化，潤濕性變差。印刷模板焊盤不清潔也可能造成潤濕性變差。
釬焊工藝
釬焊溫度過高，釬料流動性好，釬料合金容易流出釬縫，形成錫珠。另外，預(yù)熱升溫過快，溶劑氣化膨脹迅速，當(dāng)膨脹力大于焊膏的黏結(jié)力時(shí)，就會使元器件下方焊膏塌陷，焊膏被擠出釬焊縫而形成錫珠。預(yù)熱升溫太慢，會產(chǎn)生強(qiáng)烈的毛細(xì)現(xiàn)象，熔融合金易被吸出釬縫，形成錫珠，因此合理設(shè)計(jì)溫度曲線可以有效減少錫珠。(參見下圖1.1）
圖1.1 錫珠
另外，錫珠形成還與鋼網(wǎng)孔開口設(shè)計(jì)有關(guān)。過多的錫膏沉積容易產(chǎn)生錫珠，因此焊盤孔徑要與元器件寬度相同或略小一點(diǎn)，模板厚度不能太厚，否則易造成焊膏沉積過多，產(chǎn)生錫珠。錫珠形成還與元器件形狀密切相關(guān)，元器件主體高度不同，支架高度不同，元器件下焊膏毛細(xì)作用的移動能力也不同，毛細(xì)作用強(qiáng)的在回流焊后易形成錫珠。
錫珠對電路的具體影響
錫珠導(dǎo)致電路工作異常，尤其電容或電感旁邊的錫珠。對電路影響較大的錫珠所在位置主要是緊貼在電容或電感兩側(cè)的中心位置，而且尺寸往往較大，但是產(chǎn)生錫珠以后，其結(jié)果產(chǎn)生很大變化。假設(shè)焊盤兩端間距為0.8m，錫珠為0.3mm，那么相當(dāng)兩焊盤間距為 0.5mm 左右，使得PCB 表面絕緣值降低，而且殘留越多，PCB 表面絕緣值下降越大，漏電流增加，導(dǎo)致工作異常。如果兩個(gè)以上的焊膏球連在一起，大小超過 1/2 的引腳間距或大于 0.3mm(即使小于1/2的腳間距)，都為不合格。但并不是所有的錫珠都能導(dǎo)致電路工作異常，這要看錫珠所在的位置和大小，電阻旁邊的錫珠對電路沒有什么影響。雖然并非所有錫珠都會導(dǎo)致電路工作異常，但它們的存在確實(shí)增加了電路故障的風(fēng)險(xiǎn)。因此，在電子組裝過程中應(yīng)高度重視錫珠問題，通過采取一系列預(yù)防措施來降低其發(fā)生的可能性和對電路的影響。
總結(jié)
錫珠作為焊接過程中的一種常見缺陷，其產(chǎn)生原因復(fù)雜多樣。通過優(yōu)化阻焊層特性、精確控制焊膏組成、改善潤濕性、合理設(shè)計(jì)釬焊工藝和模板孔開口以及注意元器件形狀與高度的影響，可以有效減少錫珠的形成。同時(shí)，對形成的錫珠進(jìn)行及時(shí)檢測和清理，可以確保電子產(chǎn)品的性能和可靠性。并采取相應(yīng)的應(yīng)對措施來減少其產(chǎn)生，從而提高電子產(chǎn)品的焊接質(zhì)量和可靠性。
-未完待續(xù)-
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