锡珠的解决方案和分析
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PCB波峰焊后板面锡珠分析改善
一、PCB波峰焊后板面锡珠分析
1.由PCB波峰焊机产生的锡珠分析
PCB波峰焊机是一种智能电子焊接加工设备,它能够完成PCB板直角
双面焊接,也可以进行其他形状的焊接。
由于波峰焊机采用的是锡珠焊接
方式,因此波峰焊机产生的锡珠质量是影响焊接效果的重要因素,主要有
以下几方面:
(1)锡珠的质量和大小:锡珠的质量直接影响芯片安装的质量,而
大小则直接影响焊点的质量和表面完整性;
(2)焊点温度和焊接时间:焊接过程的温度和时间是影响焊接质量
的因素,若焊点温度过高或焊接时间过长,会使焊点出现裂纹和烧毁现象;
(3)抽灰膨胀率:在进行焊接时,由于抽灰膨胀率受温度变化而受
影响,并会使焊接条件变化从而影响焊接效果。
2.PCB波峰焊后板面锡珠分析
(1)高度稳定的锡珠:这类锡珠的高度和重量基本保持一致,在焊
后的表面上通常无明显的排列不整齐现象;
(2)宽小稳定的锡珠:此类锡珠比较均匀,在焊后的表面上能够看
到稍大一些的锡珠,但是也不会出现太大的不平整现象;。
解决锡珠的办法
从业SMT工艺的朋友最困扰的不良问题估计就是锡珠了,绝大部份是因为"pad尺寸/钢板开窗/零件焊脚三者的不匹配所造成的.简而言之,就是鍚太多了,零件与pad不需要的就会变成鍚珠.尤其是零件底部的鍚膏,没必要的,不需要太多.
其次,就是鍚膏(吸湿,回温不足)或者pcb(HASL PTH内残鍚)所造成的问题,但是这种的现象与上面鍚太多的现象不同,鍚珠会以散布的方式呈现,上面pad尺寸/钢板开窗/零件焊脚三者的不匹配的鍚珠则者会在零件旁依偎式的躲在零件边,很容易分辨的.
造成锡珠的原因:
1.锡膏回温时温湿度不达标,锡膏回温时间不够
2.PCB拆封时间过长,导致PCB受潮,生産过炉时産生锡珠,
3.锡膏印刷厚度偏标准上限,印刷偏移,印刷的不良品,洗板后残留锡粉
4.钢板开口数据有误,人员擦拭钢板时,在湿擦的过程中未能待清洁水完全挥发即开始印锡,造成锡膏扩散
5.人员抹到已印好锡膏的PCB,造成锡膏扩散
6.元件PART DATA高度设定不对,置件速度过快,造成置件压力过大
7.手摆元件造成印锡扩散,元件PAD设置与元件类型不符合
8.回流炉升温斜率过高,恒温时间过长。
原因:
(1)焊膏本身质量问题—微粉含量高:粘度过低;触变性不好
(2)元器件焊端和引脚、印制电路基板的焊盘氧化和污染,或印制板受潮
(3)焊膏使用不当
(4)温度曲线设置不当——升温速度过快,金属粉末随溶剂蒸汽飞溅形成焊锡球;预热区温度过低,突然进入焊接区,也容易产生焊锡球
(5)焊膏量过多,贴装时焊膏挤出量多;模板厚度或开口大;或模板与PCB不平行或有间隙
(6)刮刀压力过大、造成焊膏图形粘连;模板底部污染,粘污焊盘以外的地方
(7)贴片的压力大,焊膏挤出量过多,使图形、粘连
对策:
1.控制焊膏质量,小于20um
微粉粒应少于百分之10%
2.严格来料检验,如印制板
受潮或污染,贴装前清洗并烘干
3.按规定要求执行
4.温度曲线和焊膏的升温斜
率峰值温度应保持一致。
160度的升温速度控制在1度/秒~2度/秒
5.①加工合格模板②调整模
板与印制板表面之间距离,是其接触并平行
6.严格控制印刷工艺,保证
印刷的质量
7.提高贴片头Z桌的高度,减小贴片压力。
锡球氧化处理还原的方法一、锡球氧化处理方法1.氧化剂法:将锡球放置在氧化剂溶液中,如酸性氧化剂溶液(如硝酸、盐酸等),通过氧化剂与锡球表面的氧发生反应,使锡球表面形成氧化锡层。
具体操作步骤如下:(1)准备锡球和氧化剂溶液。
(2)将锡球放入氧化剂溶液中浸泡一段时间,使氧化剂与锡球发生反应。
(3)取出锡球,用清水洗净表面,使氧化锡层附着在锡球上。
2.热氧化法:将锡球置于高温环境中,使锡球表面发生热氧化反应,形成氧化锡层。
具体操作步骤如下:(1)准备锡球和高温炉。
(2)将锡球放置在高温炉中,设定适当的温度和时间,使锡球表面发生氧化反应。
(3)取出锡球,用清水洗净表面,使氧化锡层附着在锡球上。
3.电化学氧化法:通过在电化学电池中施加电流,使锡球表面发生氧化反应,形成氧化锡层。
具体操作步骤如下:(1)准备锡球、电化学电池和电解液。
(2)将锡球作为阳极放入电解液中,与阴极相连。
(3)通过施加适当的电流和时间,使锡球表面发生氧化反应。
(4)断开电流,取出锡球,用清水洗净表面,使氧化锡层附着在锡球上。
二、锡球还原方法1.热还原法:将锡球置于高温环境中,通过热还原反应将氧化锡层还原为金属锡。
具体操作步骤如下:(1)准备含氧化锡层的锡球和高温炉。
(2)将锡球放入高温炉中,设定适当的温度和时间,使氧化锡层发生热还原反应。
(3)取出锡球,用清水洗净表面,使金属锡表面暴露出来。
2.化学还原法:通过使用还原剂将氧化锡层还原为金属锡。
具体操作步骤如下:(1)准备含氧化锡层的锡球和适当的还原剂。
(2)将锡球放入还原剂溶液中,使氧化锡层与还原剂发生化学反应。
(3)取出锡球,用清水洗净表面,使金属锡表面暴露出来。
综上所述,锡球氧化处理还原的方法主要包括氧化剂法、热氧化法和电化学氧化法等。
这些方法都可以在一定程度上改善锡球表面的性能,提高其使用寿命和稳定性。
在选择具体的方法时,需要考虑工艺难易度、成本以及处理效果等因素,以找到最适合的氧化处理还原方法。
锡珠的解决方案和分析焊锡珠现象是表面贴装过程中的主要缺陷之一,它的产生是一个复杂的过程,也是最烦人的问题,要完全消除它,是非常困难的。
焊锡珠的直径大致在0.2mm~0.4mm之间,也有超过此范围的,主要集中在片式阻容元件的周围。
焊锡珠的存在,不仅影响了电子产品的外观,也对产品的质量埋下了隐患。
原因是现代化印制板元件密度高,间距小,焊锡珠在使用时可能脱落,从而造成元件短路,影响电子产品的质量。
因此,很有必要弄清它产生的原因,并对它进行有效的控制,显得尤为重要了。
一般来说,焊锡珠的产生原因是多方面,综合的。
焊膏的印刷厚度、焊膏的组成及氧化度、模板的制作及开口、焊膏是否吸收了水分、元件贴装压力、元器件及焊盘的可焊性、再流焊温度的设置、外界环境的影响都可能是焊锡珠产生的原因.下面我就从各方面来分焊锡珠产生的原因及解决方法.焊膏的选用直接影响到焊接质量。
焊膏中金属的含量、焊膏的氧化度,焊膏中合金焊料粉的粒度及焊膏印刷到印制板上的厚度都能影响焊珠的产生。
A、焊膏的金属含量。
焊膏中金属含量其质量比约为88%~92%,体积比约为50%.当金属含量增加时,焊膏的黏度增加,就能有效地抵抗预热过程中汽化产生的力.另外,金属含量的增加,使金属粉末排列紧密,使其在熔化时更容结合而不被吹散.此外,金属含量的增加也可能减小焊膏印刷后的″塌落″,因此,不易产生焊锡珠。
B、焊膏的金属氧化度。
在焊膏中,金属氧化度越高在焊接时金属粉末结合阻力越大,焊膏与焊盘及元件之间就越不浸润,从而导致可焊性降低。
实验表明:焊锡珠的发生率与金属粉末的氧化度成正比。
一般的,焊膏中的焊料氧化度应控制在0.05%以下,最大极限为0.15%。
C、焊膏中金属粉末的粒度.焊膏中粉末的粒度越小,焊膏的总体表面积就越大,从而导致较细粉末的氧化度较高,因而焊锡珠现象加剧.我们的实验表明:选用较细颗粒度的焊膏时,更容易产生焊锡粉.D、焊膏在印制板上的印刷厚度。
焊膏印刷后的厚度是漏板印刷的一个重要参数,通常在0.12mm-2。
PCB波峰焊后板面锡珠残留分析改善1.前言:锡珠是印制板焊接过程中常见的缺陷之一,目前印制线路板及元件密度高、间距小,在受震或使用过程锡珠可能会脱落,产品受热后锡珠可能再次出现受热重熔,造成元器件或电路连接短路,锡珠的存在不仅影响了电子产品的外观,也对PCBA整机的可靠性埋下质量隐患。
而印制板一般需要经历回流焊及波峰焊实现各种器件与PCB的电气连接,但是往往波峰焊、回流焊焊接后中PCB都有几率产生锡珠,尤其在波峰焊焊接过程中,PCB的多排插件孔,特别是在64芯或96芯插座的焊点周围,插件波峰焊后Pin脚附近的PCB阻焊油墨表面会存在大量细小的锡珠,如图1所示。
PC-A-610C检验标准中对锡珠的检验要求作了如下定义:当焊盘间距或印制导线间距的尺寸为0.13mm时,锡珠直径不能超过0.13mm,或者在600mm范围内不能出现超过5个锡珠。
如图1,波峰焊生产后锡珠的直径存在一定的差异性,较小锡珠的直径在50μm左右,而较大的锡珠直径可达到185μm(超过标准要求0.13mm),如果不在波峰焊后对锡珠进行人工清理,锡珠的数量难以直接符合IPC-A-610C的接收标准要求。
波峰焊锡珠的残留降低了焊接的质量,增加了检验和返修的人工费用。
假如出厂的PCBA还存在着没有被检查出来的锡珠,有可能会影响设备的正常运行,而引起严重后果。
2.锡珠的粘附分析:锡珠的残留是由于阻焊油墨与锡珠间发生结合,所以锡珠残留机理分析的第一步应当对锡珠的结合界面观察分析。
使用扫描电镜观察锡珠微观形貌,使用X射线能谱仪对锡珠表面进行EDS元素分析,结果如图2所示。
由图2可知,测试板经波峰焊后,在扫描电镜的背散射成像模式下(样品成分信息观察),锡珠表面与阻焊表面均存在一层黑色异物,经元素分析未发现主要特征元素为C、O、Al、S、Cl、Cu、Sn,C(碳)含量(75.02%)、O(氧)含量(21.12%)明显偏高,说明黑色异物可能为波峰焊后锡珠表面残留的助焊剂。
波峰焊锡珠产生的原因及解决方案大家好,今天咱们聊聊波峰焊锡珠的事儿。
要说波峰焊,真的是电子制造中一个非常关键的环节。
它像是给咱们的电路板披上了一层“金色铠甲”,保护它不受外界的侵害。
但是,有时候,这个看似完美的过程会出现一些小麻烦,比如焊锡珠。
那么,这些焊锡珠到底是怎么来的呢?又该如何解决呢?接下来,就让咱们一探究竟吧。
1. 焊锡珠的成因1.1 焊接温度过高首先,我们得知道,焊锡珠通常是在焊接过程中出现的。
第一个大头原因就是焊接温度太高。
想象一下,你在厨房里做菜,火开得太猛,油锅里就会冒油花儿,烫得你跳脚。
波峰焊的情况也是类似,如果焊接温度过高,焊锡在碰到电路板的时候就容易挥发,导致焊锡珠的产生。
过高的温度不仅让焊锡液体挥发,还可能影响到板子的质量,简直就是一场灾难!1.2 焊锡液体过多再有一个原因就是焊锡液体的量过多。
就像你做饭时加了过多的盐,结果整锅饭都咸了。
在波峰焊中,如果焊锡液体的量过多,也会导致焊锡珠的产生。
这是因为焊锡液体在焊接过程中不能完全被板子吸收,最终就会形成多余的小珠子,挂在电路板上,这看起来真是让人哭笑不得。
2. 焊锡珠的解决方案2.1 调整焊接温度知道了问题的根源,咱们也有解决的办法。
首先要做的就是调整焊接温度。
试着把焊接温度降低一点点,看看效果如何。
焊接温度一般在240°C到260°C之间比较合适,大家可以根据自己的实际情况微调一下。
温度过高可不是好事,得适中才行。
你要记住,温度调得太高,锡珠飞溅,调得太低,又可能导致焊接不良,找准那个平衡点,才能让焊锡珠远离你的电路板。
2.2 控制焊锡液体量其次,焊锡液体的量也要控制好。
如果焊锡液体过多,就像是汤锅里的水太多,容易溢出来。
你可以通过调整焊锡槽的液面高度来控制焊锡的量。
合适的液体量不仅可以有效减少焊锡珠的产生,还能保证焊接的质量。
所以,控制好液体量也是非常关键的一个环节。
3. 板子的处理3.1 保持电路板干净除了以上两点,还得保证电路板的干净整洁。
锡珠引起的短路问题记录
锡珠引起的短路问题是一种常见的电子制造缺陷,通常发生在表面安装技术(SMT)电路板中。
锡珠通常是由于焊接过程中的锡膏不牢固,导致锡珠从电路板上脱落,从而造成电路短路。
这个问题可能会导致电路板失效,从而影响整个产品的性能。
在实际生产中,锡珠引起的短路问题可以通过几个步骤进行记录和解决:
1. 问题识别:在生产过程中,操作员需要仔细检查电路板,及时发现锡珠引起的短路问题。
一旦发现这个问题,需要立即停止生产,并进行维修。
2. 问题记录:当发现锡珠引起的短路问题时,需要记录问题的位置和性质。
这可以通过拍摄照片或视频来记录问题的具体情况,以便后续分析和解决。
3. 原因分析:需要对问题进行原因分析,找出导致锡珠脱落的原因。
可能的原因包括焊接过程中的不当操作、印刷电路板设计问题、使用的焊接材料不当等。
4. 维修处理:针对发现的问题,需要进行维修处理。
这可能包括更换短路的元器件、重新焊接电路板、修复印刷电路板设计问题等。
5. 预防措施:为了避免类似问题的再次发生,需要采取一些预
防措施。
这可能包括优化焊接过程、改进印刷电路板、选择更好的焊接材料等。
总之,锡珠引起的短路问题需要及时记录和解决,同时需要进行原因分析和预防措施的制定,以确保生产出高质量的电路板。
焊锡珠是一颗或一些大的焊锡球,通常落在片状电容和电阻周围。
虽然这常常是丝印时锡膏过量堆积的结果,但有时可以调节温度曲线解决。
和焊锡球一样,在RTS曲线上产生的焊锡珠通常是升温速率太慢的结果。
这种情况下,慢的升温速率引起毛细管作用,将未回流的锡膏从焊锡堆积处吸到元件下面。
回流期间,这些锡膏形成锡珠,由于焊锡表面张力将元件拉向机板,而被挤出到元件边。
和焊锡球一样,焊锡珠的解决办法也是提高升温速率,直到问题解决。
看了你的炉温曲线设定有异常,升温速率过快,锡膏中的溶剂容易产生突沸,气体将锡珠带出。
升温速率降下来还有锡珠考虑钢网开孔方案一般0805 开U形槽还是有问题就开内缩外导角
问题仍未解决,就考虑PCB板材潮湿问题
另外锡膏使用方法是否得当回温时间不够易产生锡珠(当然这是在锡膏没有问题的情况下)
我也比较赞成炉温的升温和恒温时间,升温建议你时间拉长点,平缓一点,恒温时间加长;不太熟悉你这个测试软件,有点搞不清楚你的升温和恒温的具体时间。
你应该是做的有铅产品吧!另外看看锡膏使
用有没按要求吧!。
锡珠的产生原因及解决方法锡珠的产生原因及解决方法锡珠现象是smt过程中的主要缺陷,主要发生在片式阻容元件的周围,由诸多因素引起。
它的产生是一个复杂的过程,也是最烦人的问题,要完全消除它,是非常困难的。
锡珠的直径大致在0.2mm——0.4mm之间,也有超过此范围的。
锡珠的存在,不仅影响了电子产品的美观,对产品的质量也有极大的隐患。
我们都知道现在smt工艺中的元件间距小,密度高,若是锡珠在使用时脱落,就可能造成元件短路,影响电子产品的质量。
因此,弄清锡珠产生的原因,并对它进行有效的控制,显得尤为重要了。
锡珠的产生原因是多方面造成的。
锡膏的印刷厚度、其组成及氧化度、模板的制作及开口都有可能造成锡珠现象,同时锡膏是否吸收了水分、元件贴装压力、元器件及焊盘的可焊性、再流焊温度的设置、外界环境的影响都可能是锡珠产生的原因。
下面吉田店铺就从各方面来分锡珠产生的原因及解决方法。
1、锡膏的金属氧化度。
在锡膏中,金属氧化度越高在焊接时金属粉末结合阻力越大,锡膏与焊盘及元件之间就越不浸润,从而导致可焊性降低。
锡珠的发生率与金属粉末的氧化度成正比。
一般的,锡膏中的焊料氧化度应控制在0.05%以下,最大极限为0.15%。
2、锡膏在印制板上的印刷厚度。
锡膏印刷后的厚度是漏板印刷的一个重要参数,通常在0.12mm——0.20mm之间。
锡膏过厚会造成锡膏“塌边”,促进锡珠的产生。
3、锡膏中助焊剂的量及焊剂的活性。
焊剂量太多,会造成锡膏的局部塌落,从而使锡珠容易产生。
另外,焊剂的活性小时,焊剂的去氧化能力弱,从而也容易产生锡珠。
免清洗锡膏的活性较松香型和水溶型锡膏要低,因此就更有可能产生锡珠。
4、此外,锡膏在使用前,一般冷藏在冰箱中,取出来以后应该使其恢复到室温后打开使用,否则,锡膏容易吸收水分,在再流焊锡飞溅而产生锡珠。
58回流焊中锡珠形成的原因及解决方法介绍|南昌回流焊原理2017-03-22 12:44 | #2楼波峰焊第一品牌【精极科技】深圳市精极科技有限公司成立于2002年8月,是一家以设计、生产、销售等工业仓储设备及柔性生产线设备为主的专业生产厂家,同时分销配套的防静电周边产品。
回流焊接锡珠的解决锡珠是回流焊接中经常出现的缺陷。
锡珠多数分布在无引脚的片式元件两侧, 大小不一且独立存在, 不与其它焊点连接, 见下图。
锡珠的存在, 不仅影响产品的外观, 更重要的是会影响产品的电气性能, 或者给电子设备造成隐患。
锡珠生成的原因是多方面的, 既可能是焊料原因, 也可能是工具或操作等原因造成, 下面将一一讨论。
回流焊锡珠一、锡珠的成因及解决办法原因一: 模版开口不合适。
钢网开口太大,或由于模版开口形状不合适, 导致贴放片式元件时锡膏漫延至焊盘之外, 都会致使回流焊中锡珠生成。
解决方法如下。
①开口尺寸。
一般来说, 片式阻容元件的模版开口尺寸应略小于相应的印制板焊盘, 特别是利用PCB文件制作的模版, 应考虑到线路板一定的蚀刻量, 所以此类焊盘的模版开口一般可开为印制板焊盘的90%-95 %。
②开口形状。
灵活地选择阻容元件的模版开口形状, 可有效地减少或避免锡膏量过多而被挤压出来的情况, 图2 是几种模版开口形状, 制作模版时可以选择其中一种作为阻容元件的开口, 这样既可确保焊接锡膏用量, 又能有效地防止锡珠形成。
SMT钢网元件位开口方式原因二: 对位不准。
模版与印制板对位应准确且印制板及模版应固定完好, 使印锡膏过程模版与印制板保持一致, 因为对位不正也会造成锡膏漫延。
解决方法: 印刷锡膏分为手工、半自动和全自动。
即使是全自动印刷, 其压力、速度、间隙等仍需要人工设定。
所以不管用何种方法, 都必须调整好机器、模版、印制板、刮刀四者的关系,确保印刷质量。
顺便说一下, 印锡膏是整个贴片装配过程的前道工序, 其对整机贴片焊接来说影响很大, 因印刷不良造成的缺陷率远高于其它过程造成的缺陷率,所以印锡膏工艺切不可轻视。
原因三: 锡膏使用不当。
冷藏的锡膏升温时间不足, 搅拌不当, 会使锡膏吸湿, 导致高温回流焊时水汽挥发致锡珠生成。
解决办法: 由于锡膏的有效期较短, 一般使用前都是低温存放的, 使用时, 必须将锡膏恢复至室温后再开盖(通常要求4 小时左右), 并进行均匀搅拌后方可使用, 急于求成必将适得其反。
波峰焊接中溅锡珠的形成原因⑴ “小爆炸”理论波峰焊接中在 PCB 的焊接面及元件面上均可能产生锡珠飞溅现象。
普遍认为在 PCB 进入波峰之前有水汽滞留在PCB上的话,一旦与波峰钎料接触,在剧烈升温的过程中,就会在极短的时间内迅速汽化变成蒸汽,发生爆发性的排气过程。
正是这种剧烈的排气可能引发正处在熔融状态中的焊接点内部的小爆炸,从而促使钎料颗粒在脱离波峰时飞溅在PCB上形成锡珠。
在波峰焊接前PCB水汽的来源,杭州东方通信公司对此进行过专题研究和试验,归纳的结论如下:① 制造环境和PCB存放时间制造环境对电子装联的焊接质量有着很大的影响。
制造环境的湿度较重,或PCB包装开封较长时间后再进行贴片和波峰焊生产,或者PCB贴片、插装后放置一段时间后再进行波峰焊,这些因素都很有可能使PCB在波峰焊接过程中产生锡珠。
如果制造环境的湿度太大,在产品制造过程中空气浮动着水汽很容易会在PCB表面凝结,使PCB通孔中凝结有水珠,在过波峰焊时,通孔中的水珠经过预热温区后可能还没有完全挥发完,这些没有挥发完的水珠接触到波峰的焊锡时,经受了高温,就会在短时间内汽化变成蒸汽,而此时正是形成焊点的时候,水汽就会在焊料内产生空隙,或挤出焊料产生锡球。
严重的话就会形成一个爆点,并在它的周围分布有被吹开的细小的锡珠。
假如PCB在包装开封较长时间后再进行贴片和波峰焊,通孔中也会凝结有水珠;PCB完成贴片后或插装完成后放置了一段时间,也会凝结水珠。
同样的原因,这些水珠都有可能在波峰焊过程中导致锡珠产生。
因而,作为从事电子装联的企业,对制造环境的要求和对产品制造过程中的时间安排显得特别地重要。
贴片完成后的PCB应在24小时内完成插装并进行波峰焊,假如天气晴朗干燥,可以在48小时内完成。
② PCB阻焊材料和制作质量在PCB制造过程中所使用的阻焊膜也是波峰焊产生锡球的原因之一。
因为阻焊膜与助焊剂有一定的亲合性,阻焊膜加工不良常常会引起锡珠粘附,产生焊锡球。
SMT产生锡珠的原因及对策前言在表面着装技术精密发达的时代中,常常发生扰人的问题,其中以在零件部品旁,所发生小锡珠为最常见。
本篇就探讨其发生原因与解决对策,提供使用人在制程上参考。
1.如图a.锡膏在印刷后,零件部品在植装时,置件压力过强,锡膏因此产生挤压。
当进入回焊炉加热时,部品零件温度上升通常比基板来得快,而零件部品下方温度上升较慢。
接着,零件部品的导体(极体)与锡膏接触地方,Flux因温度上升黏度降低,又因部品零件导体上方温度较高而爬升靠近。
所以锡膏是由温度最高Pad外侧开始溶融。
2.如图b.溶融焊锡开始向零件部品的导体处往上爬,溶融焊锡形成像墙壁一般, 接着未溶融焊锡中Flux动向,因溶融焊锡而阻断停止流动,所以Flux无法向外流。
当然所产生挥发溶剂(GAS)也因溶融焊锡而阻断包覆。
3.如图c.锡膏的溶融方向是向Pad的内部进行,Flux也向内部挤压,(GAS)也向内侧移动。
零件部品a.点的下方因力量而使溶融焊锡到达b.点,又因吃锡不良a.点停止下降,产生c.力量逆流,a.b.c.d.的力量,使得焊锡移动。
•零件部品氧化,在导体侧面吃锡是有界线的如图c.所示,结果反而焊锡受压析出形成锡珠。
•另一方面Pad温度较快上升,在Pad上的溶融焊锡先产生回塑效果,无法拉引零件部品,此时的力量使得未溶融焊锡受压析出溶融而形成小锡珠。
•锡膏内Flux易析出气泡,Flux流动力量加上挥发型溶剂的挥发,再加上零件部品在Pad上拉引的力量同时使得未溶融焊锡受挤压析出溶融而形成锡珠。
•锡膏量过多或Pad面积太小,溶融焊锡所保有空间过小也易形成锡珠。
对策零件部品旁发生锡珠的原因很多,需检讨与修正。
1.在设计上Pad的温度,能均匀上升,考虑受热平衡,来决定Pad大小及导体长宽。
2.在设计上考虑锡高的量,零件部品的高度与Pad面积,使得溶融焊锡保有舒展空间。
3.温度曲线不可急遽上升。
4.印刷精度及印刷量的控制,与印刷时的管理。
回流焊产生锡珠的原因及解决方案在SMT生产工艺里面,经常会碰到经过回流焊过出来的板有锡珠,锡珠的产生,让产品的质量没有保证,让外观看起来不光滑。
那产生锡珠的主要原因是什么,我们又如何去解决它,这就是我今天写这篇文章的目的。
产生锡珠的主要原因是锡膏的问题。
详细分析请看下面分析。
焊锡珠现象是表面贴装生产中主要缺陷之一,它的直径约为0.2-0.4mm,主要集中出现在片状阻容元件的某一侧面,不仅影响板级产品的外观,更为严重的是由于印刷板上元件密集,在使用过程中它会造成短路现象,从而影响电子产品的质量。
因此弄清它产生的原因,并力求对其进行最有效的控制就显得犹为重要了。
焊锡珠产生的原因是多种因素造成的,在回流焊中的温度时间,焊膏的印刷厚度,焊膏的组成成分,模板的制作,贴片机贴装压力,外界环境都会在生产过程中各个环节对焊锡珠形成产生影响。
焊锡珠是在负责制板通过回流焊炉时产生的。
回流焊曲线可以分为四个阶段,分别为:预热、保温、回流和冷却。
预热阶段的主要目的是为了使印制板和上面的表贴元件升温到120-150度之间,这样可以除去焊膏中易挥发的溶剂,减少对元件的热振动。
因此,在这一过程中焊膏内部会发生气化现象,这时如果焊膏中金属粉末之间的粘结力小于气化产生的力,就会有少量焊膏从焊盘上流离开,有的则躲到片状阻容元件下面,再流焊阶段,温度接近曲线的峰值时,这部分焊膏也会熔化,而后从片状阻容元件下面挤出,形成焊锡珠,由它的形成过程可见,预热温度越高,预热速度越快,就会加大气化现象中飞溅,也就越容易形成锡珠。
因此,我们可以采取较适中的预热温度和预热速度来控制焊锡珠的形成。
焊膏的选用也影响着焊接质量,焊膏中金属的含量,回流焊焊膏的氧化物含量,焊膏中金属粉末的粒度,及焊膏在印制板上的印刷厚度都不同程度影响着焊锡珠的形成。
1:焊膏中的金属含量:焊膏中金属含量的质量比约为90-91%,体积比约为50%左右。
当金属含量增加时,焊膏的粘度增加,就能更有效地抵抗预热过程中气化产生的力。
SMT锡珠问题解决焊锡由各种金属合金组成。
由印刷电路板(PCB)装配商使用的锡/铅合金(Sn63/Pb37)是锡膏和用于波峰焊接的锡条或锡线的典型粉末。
在PCB上不是设计所需的位置所找到的焊锡包括锡尘(solderfine)、锡球(solderball)和锡珠(solderbead)。
锡尘是细小的,尺寸接近原始锡膏粉末。
对于-325~+500的网目尺寸,粉末直径是25-45微米,或者大约0.0010-0.0018"。
锡尘是由颗粒的聚结而形成的,所以大于原始的粉末尺寸。
锡珠(solderbeading)是述语,用来区分一种对片状元件独特的锡球(solderballing)(图一)1。
锡珠是在锡膏塌落(slump)或在处理期间压出焊盘时发生的。
在回流期间,锡膏从主要的沉淀孤立出来,与来自其它焊盘的多余锡膏集结,或者从元件身体的侧面冒出形成大的锡珠,或者留在元件的下面。
图一、锡珠IPC-A-610C将0.13mm(0.00512")直径的锡球或每600mm2(0.9in2)面积上少于五颗分为第一类可接受的,并作为第二与第三类的工艺标记2。
IPC-A-610C允许“夹陷的”不干扰最小电气间隙的锡球。
可是,即使是“夹陷的”锡球都可能在运输、处理或在一个振动应用的最终使用中变成移动的。
锡球已经困扰表面贴装工业许多年。
对于只表面贴装和混合技术的PCB,锡珠在许多技术应用中都遇到。
查明相互影响和除掉锡珠的原因可以改善合格率、提供品质、提高长期的可靠性、和降低返工与修理成本。
锡珠的原因人们已经将锡珠归咎于各种原因,包括模板(stencil)开孔的设计、锡膏的成分、阻焊层的选择、模板清洁度、定位、锡膏的重印、焊盘的过分腐蚀、贴片压力、回流温度曲线、波峰焊锡的飞溅、和波峰焊锡的二次回流。
3-5模板开孔的设计模板开孔的形状是在免洗锡膏应用中的一个关键设计参数。
形成一个具有良好焊脚的高质量可靠的焊接点要求有足够的锡膏。
波峰焊过程中出现锡珠波峰焊过程中出现锡珠的原因及预防控制办法在波峰焊工艺过程中,锡珠的产生有两种状况:一种是在板子刚接触到锡液时,因为助焊剂或板材本身的水份过多或高沸点溶剂没有充分挥发,遇到温度较高的锡液时骤然挥发,较大的温差致使液态焊锡飞溅出去,形成细小锡珠;另一种情况是在线路板离开液态焊锡的时候,当线路板与锡波分离时,线路板顺着管脚延伸的方向会拉出锡柱,在助焊剂的润湿作用及锡液自身流动性的作用下,多余的焊锡会落回锡缸中,因此而溅起的焊锡有时会落在线路板上,从而形成锡珠。
因此,我们可以看到,在波峰焊防控锡珠方面,我们应该从两个大的方面着手,一方面是助焊剂等原材料的选择,另一方面是波峰焊的工艺控制。
(一),助焊剂方面的原因分析及预防控制办法1、助焊剂中的水份含量较大或超标,在经过预热时未能充分挥发;2、助焊剂中有高沸点物质或不易挥发物,经预热时不能充分挥发;这两种原因是助焊剂本身质量问题所引起的,在实际焊接工艺中,可以通过提高预热温度或放慢走板速度等来解决。
除此之外,在选用助焊剂前应针对供商所提供样品进行实际工艺的确认,并记录试用时的标准工艺,在没有锡珠出现的情况下,审核供应商所提供的其他说明资料,在以后的收货及验收过程中,应核对供应商最初的说明资料。
(二),工艺方面的原因分析及预防控制办法1,预热温度偏低,助焊剂中溶剂部分未完全挥发;2,走板速度太快未达到预热效果;3,链条(或PCB板面)倾角过小,锡液与焊接面接触时中间有气泡,气泡爆裂后产生锡珠;4,助焊剂涂布的量太大,多余助焊剂未能完全流走或风刀没有将多余焊剂吹下;这四种不良原因的出现,都和标准化工艺的确定有关,在实际生产过程中,应该严格按照已经订好的作业指导文件进行各项参数的校正,对已经设定好的参数,不能随意改动,相关参数及所涉及技术层面主要有以下几点:(1),关于预热:一般设定在90℃-110℃,这里所讲温度是指预热后PCB板焊接面的实际受热温度,而不是表显温度;如果预热温度达不到要求,则焊后易产生锡珠。
锡珠分析报告1. 引言本文为一份关于锡珠的分析报告。
锡珠是一种常用于电子设备制造中的材料,具有很高的导电性和焊接性能。
本文将从以下几个方面对锡珠进行分析和评估。
2. 锡珠的物理性质锡珠主要由锡和其他合金元素组成。
它具有以下物理性质:•密度:锡珠的密度通常在7.0 g/cm³至7.4 g/cm³之间。
密度的大小对锡珠的焊接性能和导电性能有一定影响。
•熔点:锡珠的熔点低,一般在183°C至190°C之间。
这使得它成为一种理想的焊接材料,能够在相对较低的温度下焊接电子元件。
•导电性:锡珠具有很高的导电性能,能够有效地传导电流。
此外,它的电阻率通常在11.5 nΩ·m至14.5 nΩ·m之间。
3. 锡珠的化学性质锡珠的化学性质对其在电子设备制造中的应用起到重要作用。
以下是一些关键的化学性质:•耐腐蚀性:锡珠具有较好的耐腐蚀性,能够在不同环境条件下保持其性能。
这使得它适用于各种电子设备的制造。
•氧化性:锡珠在空气中暴露会发生氧化反应,形成一层氧化层。
这可能会降低其导电性能。
因此,在存储和使用过程中,需要采取措施保护锡珠的表面。
4. 锡珠的应用由于锡珠具备良好的导电性和焊接性能,它在电子设备制造中有广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景:•焊接:锡珠常用于电子元件的焊接过程中,能够在相关零件之间提供稳定的连接。
•电路板制造:在电路板制造过程中,锡珠用于连接导线和电子元件。
•电子器件封装:锡珠可以用于电子器件的封装,提供物理支撑和电气连接。
5. 锡珠的市场前景目前,全球电子设备市场不断增长,对锡珠的需求也在增加。
随着物联网等新兴技术的发展,对于电子设备的需求将进一步提升,从而推动锡珠市场的发展。
因此,锡珠具有良好的市场前景。
6. 结论通过对锡珠的物理性质、化学性质、应用以及市场前景的分析,我们可以得出以下结论:•锡珠具有良好的导电性和焊接性能,适用于电子设备制造。
锡珠的解决方案和分析
焊锡珠现象是表面贴装过程中的主要缺陷之一,它的产生是一个复杂的过程,也是最烦人的问题,要完全消除它,是非常困难的。
焊锡珠的直径大致在0.2mm~0.4mm之间,也有超过此范围的,主要集中在片式阻容元件的周围。
焊锡珠的存在,不仅影响了电子产品的外观,也对产品的质量埋下了隐患。
原因是现代化印制板元件密度高,间距小,焊锡珠在使用时可能脱落,从而造成元件短路,影响电子产品的质量。
因此,很有必要弄清它产生的原因,并对它进行有效的控制,显得尤为重要了。
一般来说,焊锡珠的产生原因是多方面,综合的。
焊膏的印刷厚度、焊膏的组成及氧化度、模板的制作及开口、焊膏是否吸收了水分、元件贴装压力、元器件及焊盘的可焊性、再流焊温度的设置、外界环境的影响都可能是焊锡珠产生的原因。
下面我就从各方面来分焊锡珠产生的原因及解决方法。
焊膏的选用直接影响到焊接质量。
焊膏中金属的含量、焊膏的氧化度,焊膏中合金焊料粉的粒度及焊膏印刷到印制板上的厚度都能影响焊珠的产生。
A、焊膏的金属含量。
焊膏中金属含量其质量比约为88%~92%,体积比约为50%。
当金属含量增加时,焊膏的黏度增加,就能有效地抵抗预热过程中汽化产生的力。
另外,金属含量的增加,使金属粉末排列紧密,使其在熔化时更容结合而不被吹散。
此外,金属含量的增加也可能减小焊膏印刷后的″塌落″,因此,不易产生焊锡珠。
B、焊膏的金属氧化度。
在焊膏中,金属氧化度越高在焊接时金属粉末结合阻力越大,焊膏与焊盘及元件之间就越不浸润,从而导致可焊性降低。
实验表明:焊锡珠的发生率与金属粉末的氧化度成正比。
一般的,焊膏中的焊料氧化度应控制在0.05%以下,最大极限为0.15%。
C、焊膏中金属粉末的粒度。
焊膏中粉末的粒度越小,焊膏的总体表面积就越大,从而导致较细粉末的氧化度较高,因而焊锡珠现象加剧。
我们的实验表明:选用较细颗粒度的焊膏时,更容易产生焊锡粉。
D、焊膏在印制板上的印刷厚度。
焊膏印刷后的厚度是漏板印刷的一个重要参数,通常在0.12mm-2.0mm之间。
焊膏过厚会造成焊膏的″塌落″,促进焊锡珠的产生。
E、焊膏中助焊剂的量及焊剂的活性。
焊剂量太多,会造成焊膏的局部塌落,从而使焊锡珠容易产生。
另外,焊剂的活性小时,焊剂的去氧化能力弱,从而也容易产生锡珠。
免清洗焊膏的活性较松香型和水溶型焊膏要低,因此就更有可能产生焊锡珠。
F、此外,焊膏在使用前,一般冷藏在冰箱中,取出来以后应该使其恢复到室温后打开使用,否则,焊膏容易吸收水分,在再流焊锡飞溅而产生焊锡珠。
2、模板的制作及开口。
我们一般根据印制板上的焊盘来制作模板,所以模板的开口就是焊盘的大小。
在印刷焊膏时,容易把焊膏印刷到阻焊层上,从而在再流焊时产生焊锡珠。
因此,我们可以这样来制作模板,把模板的开口比焊盘的实际尺寸减小10%,另外,可以更改开口的外形来达到理想的效果。
上图是几种推荐的焊盘设计:
模板的厚度决了焊膏的印刷厚度,所以适当地减小模板的厚度也可以明显改善焊锡珠现象。
我们曾经进行过这样的实验:起先使用0.18mm厚的模板,再流焊后发现阻容元件旁边的焊锡珠比较严重,后来,重新制作了一张模板,厚度改为0.15mm,开口形式为上面图中的前一种设计,再流焊基本上消除了焊锡珠。
件贴装压力及元器件的可焊性。
如果在贴装时压力太高,焊膏就容易被挤压到元件下面的阻焊层上,在再流焊时焊锡熔化跑到元件的周围形成焊锡珠。
解决方法可以减小贴装时的压力,并采用上面推荐使用的模板开口形式,避免焊膏被挤压到焊盘外边去。
另外,元件和焊盘焊性也有直接影响,如果元件和焊盘的氧化度严重,也会造成焊锡珠的产生。
经过热风整平的焊盘在焊膏印刷后,改变了焊锡与焊剂的比例,使焊剂的比例降低,焊盘越小,比例失调越严重,这也是产生焊锡珠的一个原因。
再流焊温度的设置。
焊锡珠是在印制板通过再流焊时产生的,再流焊可分为四个阶段:预热、保温、再流、冷却。
在预热阶段使焊膏和元件及焊盘的温度上升到120C-150C之间,减小元器件在再流时的热冲击,在这个阶段,焊膏中的焊剂开始汽化,从而可能使小颗粒金属分开跑到元件的底下,在再流
时跑到元件周围形成焊锡珠。
在这一阶段,温度上升不能太快,一般应小于1.50C/s,过快容易造成焊锡飞溅,形成焊锡珠。
所以应该调整再流焊的温度曲线,采取较适中的预热温度和预热速度来控制焊锡珠的产生。
外界因素的影响。
一般焊膏印刷时的最佳温度为25C+3C,湿度为相对湿度60%,温度过高,使焊膏的黏度降低,容易产生″塌落″,湿度过模高,焊膏容易吸收水分,容易发生飞溅,这都是引起焊锡珠的原因。
另外,印制板暴露在空气中较长的时间会吸收水分,并发生焊盘氧化,可焊性变差,可以在120C-150C的干燥箱中烘烤12-14h去除水汽。
综上可见,焊锡珠的产生是一个极复杂的过程,我们在调整参数时应综合考虑,在生产中摸索经验,达到对焊锡珠的最佳控制。
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