1、產生“錫珠的原因分析及措施從縮減制程、節約本錢、減少污染等角度出發，越來越多的電子焊接采 用焊后 免清洗工藝。但是如果焊后板面有 錫珠出現，那么不可能到達 免清洗 的要求，因此 錫珠的預防與控制在實施 免清洗過程中就顯得格外重要。 錫珠 的出現不僅影響板級產品外觀，更為嚴重的是由于印制板上元件密集， 在使用過 程中它有可能造成短路等狀況，從而影響產品的可靠性。綜合整個電子焊接情況，可能出現 錫珠的工藝制程包括：“SM矽卜表貼裝 焊接制程、波峰焊制程及 芋工焊制程，我們從這三個方面來一一探討 錫珠 出現的原因及預防控制的方法。因為 波峰焊及芋工焊已推行多年，很多方面 都已經比擬成熟，因此，本文用

2、了較多的篇幅介紹 “SMT外表貼裝焊接制程中 產生錫珠原因及防控措施。一，關于的 錫珠形態及標準一些行業標準對 錫珠問題進行了闡釋。主要有 MIL-STD-2000標準中的 不允許有錫珠，而IPC-A-610C標準中的 每平方英寸少于5個。在IPC-A-610C 標準中，規定最小絕緣間隙0.13毫米，直徑在此之內的錫珠被認為是合格的； 而直徑大于或等于0.13毫米的錫珠是不合格的，制造商必須采取糾正措施，防 止這種現象的發生。為無鉛焊接制訂的最新版IPCA- 610D標準沒有對錫珠現象 做更清楚的規定，有關每平方英寸少于5個錫珠的規定已經被刪除。有關汽車和 軍用產品的標準那么不允許出現任何 錫

3、珠，所用線路板在焊接后必須被清洗，或 將錫珠手工去除。常見的錫珠形態及其尺寸照片見以下圖：二, “SMT外表貼裝制程錫珠出現的原因及預防控制方法在“SM矽卜表貼裝焊接制程中，回流焊的 溫度、時間、焊膏的質量、印 刷厚度、鋼網模板的制作、裝貼壓力等因素都有可能造成 錫珠的產生。因 此，找到錫珠'可能出現的原因，并加以預防與控制就是達成板面無錫珠的關鍵之所在。一，焊膏本身質量原因可能引起的 錫珠犬況1 ,焊膏中的金屬含量。焊膏中金屬含量的質量比約為 89-91 %,體積比約為50% 左右。通常金屬含量越多，焊膏中的金屬粉末排列越緊密，錫粉的顆料之間有更 多時機結合而不易在氣化時被吹散，因此

4、不易形成錫珠如果金屬含量減少，那么出現 錫珠的機率增高。2，焊膏中氧化物的含量。焊膏中氧化物含量也影響著焊接效果，氧化物含量越 高，金屬粉末熔化后在與焊盤熔合的過程中外表張力就越大，而且在回流焊接段金屬粉末外表氧化物的含量還會增高，這就不利于熔融焊料的完全潤濕從而導致細小錫珠產生。3，焊膏中金屬粉末的粒度。焊膏中的金屬粉末是極細小的近圓型球體，常用的 焊粉球徑約在25-45 m之間，較細的粉末中氧化物含量較低，因而會使 錫珠 現象得到緩解。4，焊膏抗熱坍塌效果。在回流焊預熱段，如果焊膏抗熱坍塌效果不好，在焊接 溫度前焊料開始熔融前已印刷成型的焊膏開始坍塌，并有些焊膏流到焊盤以 外，當進入焊接區

5、時，焊料開始熔融，因為內應力的作用，焊膏收縮成焊點并開 始浸潤爬升至焊接端頭，有時因為焊劑缺失或其他原因導致焊膏應力缺乏，有一少局部焊盤外的焊膏沒有收縮回來，當其完全熔化后就形成了錫珠由此可見，焊膏的質量及選用也影響著錫珠產生，焊膏中金屬及其氧化物的含量，金屬粉末的粒度、焊膏抗熱坍塌效果等都在不同程度地影響著錫珠勺形成。二，使用不當形成錫珠的原因分析1，錫珠在通過回流焊爐時產生的。我們大致可以將回流焊過程分為預熱、保溫、焊接和冷卻四個階段。預熱段是為了使印制板和表貼元件緩慢升溫到 120-150 °C之間，這樣可以除去焊錫膏中易揮發的溶劑，減少對元件的熱沖擊。而在這一過程中焊膏內部會

6、發生氣化現象， 這時如果焊膏中金屬粉末之間的粘結 力小于焊劑氣化產生的力，就會有少量 焊粉從焊盤上流下或飛出，在 焊接階 段，這局部 焊粉也會熔化，從而形成 錫珠由此可以得出這樣的結論 預熱溫 度越高，預熱速度越快，就會加劇焊劑的氣化現象從而引起坍塌或飛濺，形成錫珠因此，我們可以采取較適中的預熱溫度和預熱速度來控制錫珠的形成。2，焊膏在印制板上的印刷厚度及印刷量。焊膏的印刷厚度是生產中一個主要參 數，印刷厚度通常在之間，過厚或過多就容易導致 坍塌從而形成 錫珠在制作鋼網模板時，焊盤的大小決定著模板開孔的大小，通常，我們為了防止焊膏印刷過量，將印刷孔的尺寸控制在約小于相應焊盤接觸面積10 %，結

7、果說明這樣會使 錫珠'現象有一定程度的減輕。3，如果在貼片過程中貼裝壓力過大，當元件壓在焊膏上時，就可能有一局部焊 膏被擠在元件下面或有少量錫粉飛出去，在焊接段這局部焊粉熔化從而形成錫珠；因此，在貼裝時應選擇適當的貼裝壓力。4，焊膏通常需要冷藏，在使用前一定要使其恢復至室溫方可翻開包裝使用，如 果焊膏溫度過低就被翻開包裝，會使膏體外表產生水分，這些水分在經過預熱時 會造成焊粉飛出，在焊接段會讓熱熔的焊料飛濺從而形成錫珠我國一般地區夏天的空氣濕度較大， 把焊膏從冷藏取出時，一般要在室溫下回溫 4-5小時再開啟瓶蓋。5,生產或工作環境也影響 錫珠的形成，當印制板在潮濕的庫房存放過久，在 裝

8、印制板的包裝袋中發現細小的水珠， 這些水分和焊膏吸潮的水分一樣， 會影響 焊接效果從而形成 錫珠因此，如果有條件，在貼裝前將印制板或元器件進行 一定的烘干，然后進行印刷及焊接，能夠有效地抑制錫珠的形成。6，焊膏與空氣接觸的時間越短越好，這也是使用焊膏的一個原那么。取出一局部 焊膏后，立即蓋好蓋子，特別是里面的蓋子一定要向下壓緊， 將蓋子與焊膏之間 空氣擠出，否那么對焊膏的壽命會有一定的影響，同時會造成焊膏的枯燥加快或在 下次再使用時吸潮，從而形成 錫珠由此可見，錫珠的出現有很多原因，只從某一個方面進行預防與控制是遠 遠不夠的。我們需要在生產過程中研究如何防制各種不利因素及潛在隱患，從而使焊接到

9、達最好的效果，防止 錫珠的產生。三，“ SM矽卜表貼裝過程的錫珠'預防與控制 1，焊膏的選用在選擇焊膏時，應堅持在現有工藝條件下的試用，這樣，既能驗證供應商 焊膏對自身產品、工藝的適用性，也能初步了解該焊膏在實際使用中的具體表現。 對焊膏方面的評估，應注意各種常見的參數，比方焊油與焊粉的比例、錫球的顆粒度等。正確選擇的焊膏不一定是各項參數都最優異， 更多的情況下，對于SMT的 工藝制程及產品特性來講，適合的就是最好的。因此，選擇適合自身工藝及產品 的焊膏，并將所有參數定下來，在以后的供應商交貨過程中做出品管驗收及品檢的依據，一方面核對供應商所提供的書面資料，另一方面取少量不同批次的產品

10、 進行試用。優質供應商，會在配合過程中提出相應的工藝建議，并根據客戶具體要求 進行焊膏產品的升級及缺陷改進；因此，相對穩定的、誠信度高的供應商，對客 戶在焊膏質量方面預防及控制 錫珠能提供很大的幫助。2，“ SM矽卜表貼裝工藝控制與改進在所有的工藝控制過程中，從焊膏的保存及取出使用、回溫、攪拌都有嚴 格的文件規定，主要有以下幾個方面的重點：1，嚴格按照供應商提供的存貯條件及溫度進行存貯，一般情況下焊膏應存 貯于0-10 C的冷藏條件下；2，焊膏取出后、使用前，應該進行常溫下的回溫，在焊膏未完全回溫前， 不得開啟；3，在攪拌過程中，應該按照供應商所提供的攪拌方法及攪拌時間進行攪拌；4，在印刷過種

11、中，應該注意印刷的力度，及鋼網外表的清潔度，及時擦拭 鋼網外表多余的焊膏殘留，防止在這個過程污染 PCB板面從而造成焊接過程中 的錫珠產生。5，回流焊過程中，應嚴格按照已經訂好的回流焊曲線進行作業，不得隨意 調整；同時應該經常校驗回流焊曲線與標準曲線的差異并修正；6，在“SMT外表貼裝工藝中，鋼網模板的 開口方式以及 開口率很可 能導致焊膏在 印刷特性及焊接特性方面的一些缺陷從而引起 錫珠在相關實 驗中，我們對鋼網進行了改進，將原來易產生 錫珠的片式元件1:1鋼網開口， 改為1 : 0.75的楔形，改后試驗效果較好 錫珠產生的機率明顯下降直至根本杜 絕。通過修改鋼網的開口方式和批量的印刷試驗，

12、可以很明顯地看到，改后鋼 網的開口方法可以有效防控 錫珠的產生。修改后 防錫珠鋼網的印刷效果及焊 接效果見圖二：按照屢次的比照實驗，并結合 圖二可以看出，通過修改前后三次的效果比 照，第二次修改后的鋼網，沒有見到明顯的錫珠，而錫膏的焊錫量也沒有偏少。由此說明通過鋼網的開口改變，對 “SMT外表貼裝制程中的 錫珠防控還是有一 定效果的。同時我們對更改后的焊接產品送到 賽寶實驗室進行檢測報告編號 為“FX032081691，通對該線路板上的0603元件進行推剪力測試，在“R124R125、R126、C16、C57五個元件點的剪切力分別為 “ 、51.87N、 50.90N、52.35N ，焊接強度

13、能到達我們的要求。“SM矽卜表貼裝制程雖然對 錫珠的防控較為復雜，但經過長期的工作努力及經 驗積累，相信可以做到無 錫珠，或有效降低錫珠產生的機率。三，波峰焊過程中出現 錫珠的原因及預防控制方法在波峰焊工藝過程中，錫珠的產生有兩種狀況：一種是在板子剛接觸到 錫液時，因為助焊劑或板材本身的水份過多或高沸點溶劑沒有充分揮發，遇到溫度較高的錫液時驟然揮發，較大的溫差致使液態焊錫飛濺出去，形成細小錫珠； 另一種情況是在線路板離開液態焊錫的時候， 當線路板與錫波別離時，線路板順 著管腳延伸的方向會拉出錫柱，在助焊劑的潤濕作用及錫液自身流動性的作用下， 多余的焊錫會落回錫缸中，因此而濺起的焊錫有時會落在線

14、路板上，從而形成錫 珠。因此，我們可以看到，在 波峰焊防控錫珠方面，我們應該從兩個大的方 面著手，一方面是助焊劑等原材料的選擇，另一方面是波峰焊的工藝控制。一，助焊劑方面的原因分析及預防控制方法1、助焊劑中的水份含量較大或超標，在經過預熱時未能充分揮發；2、助焊劑中有高沸點物質或不易揮發物，經預熱時不能充分揮發；這兩種原因是助焊劑本身 質量問題所引起的，在實際焊接工藝中，可以通過 提 高預熱溫度或放慢走板速度等來解決。除此之外，在選用助焊劑前應針對供商 所提供樣品進行實際工藝確實認，并記錄試用時的標準工藝，在沒有錫珠出現的情況下，審核供應商所提供的其他說明資料， 在以后的收貨及驗收過程中，應

15、核對供應商最初的說明資料。二，工藝方面的原因分析及預防控制方法1，預熱溫度偏低，助焊劑中溶劑局部未完全揮發；2，走板速度太快未到達預熱效果；3，鏈條或PCB板面傾角過小，錫液與焊接面接觸時中間有氣泡，氣泡爆 裂后產生錫珠；4，助焊劑涂布的量太大，多余助焊劑未能完全流走或風刀沒有將多余焊劑吹下;這四種不良原因的出現，都和標準化工藝確實定有關，在實際生產過程中, 應該嚴格按照已經訂好的作業指導文件進行各項參數的校正， 對已經設定好的參 數，不能隨意改動，相關參數及所涉及技術層面主要有以下幾點：1，關于預熱：一般設定在90 C-110 C,這里所講 溫度是指預熱后PCB 板焊接面的實際受熱溫度，而不

16、是 表顯溫度；如果預熱溫度達不到要求，那么焊 后易產生錫珠。2，關于走板速度：一般情況下，建議客戶把走板速度定在米/分鐘， 但這不是絕對值；如果要改變走板速度，通常都應以改變預熱溫度作配合；比方： 要將走板速度加快，那么為了保證 PCB焊接面的預熱溫度能夠到達預定值，就 應當把預熱溫度適當提高；如果預熱溫度不變，走板速度過快時，焊劑有可能揮 發不完全，從而在焊接時產生 錫珠3，關于鏈條或PCB板面的傾角：這一傾角指的是鏈條或PCB板面 與錫液平面的角度，當PCB板走過錫液平面時，應保證 PCB零件面與錫液平 面只有一個切點；而不能有一個較大的接觸面；當沒有傾角或傾角過小時，易造 成錫液與焊接面

17、接觸時中間有氣泡，氣泡爆裂后產生錫珠4，在波峰爐使用中， 風刀的主要作用是吹去PCB板面多余的助焊劑，并 使助焊劑在PCB零件面均勻涂布；一般情況下，風刀的傾角應在 10度左右； 如果風刀角度調整的不合理，會造成 PCB外表焊劑過多，或涂布不均勻，不 但在過預熱區時易滴在發熱管上，影響發熱管的壽命，而且在浸入錫液時易造成 炸錫現象，并因此產生 錫珠在實際生產中，結合自身波峰焊的實際狀況，對相關材料進行選型，同時 制訂嚴格?波峰焊操作規程?，并嚴格按照相關規程進行生產。經過實驗證明， 在嚴格落實工藝技術的條件下，完全可以克服因為 波峰焊焊接工藝問題產生的 錫珠四，手工焊過程中錫珠的出現原因及預防

18、控制在芋工焊過程中錫珠出現的機率并不高，常見的是松香飛濺，偶爾會出 現錫珠的飛濺或者在焊盤的外表殘存有錫渣等；相比擬松香的飛濺來講，錫珠 或錫渣的存在對產品平安性更具潛在危害。出現錫渣、錫珠的主要原因可能是：焊劑在熱源未移開前已完全蒸發， 故 焊錫流動性極差，沾附烙鐵頭隨烙鐵之抽出而形成尖、 柱或短焊情形，或不小心 導致焊錫液自烙鐵頭濺離，冷卻后沾附于板面或元件上。還有一種可能是沒有按 照先將烙鐵頭放在被焊接局部進行預熱， 而是先將焊錫絲燙化，然后再放到被焊 位置，因為較大的溫差而造成了焊錫的飛濺，從而形成 錫珠無論是上述哪種原因，更重要的是教導操作人員，把握正確的焊接時間及位 置，適量的添加焊錫并注意及時、正確地清潔烙鐵頭。在實際生產中，經常對 芋 工焊職工進行專門的焊接技術培訓，并嚴格編制?手工焊接工藝要求?，對芋工焊'進行標準化及可控化的工藝要求。通過長時間的觀察，目前在手工焊接作業'過程中，能夠有效