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SMT生產中錫珠的產生原因及控制方法


 

        SMT生產中錫珠的產生原因及控制方法 東莞SMT從業人員專業培訓,東莞銘上電子科技10多年專業SMT周邊頂級品牌焊料,特種高端焊料,LED錫膏,晶片錫膏,晶元焊接錫膏  , 低溫錫膏、中溫錫膏,高溫錫膏,高鉛錫膏廠家直銷,元件、氧化板錫不擴焊后原點潤濕性不夠,焊點不飽滿等焊接錫膏,裸銅板焊接錫膏,鍍金板難上錫焊接錫膏,密腳IC    QFN,BGA,手機板焊接錫膏,LED固晶錫膏,大功率固晶錫膏,散熱器焊接錫膏,低溫錫膏,中溫錫膏,等,SMT氧化板焊接錫膏,鍍金板焊接錫膏,紙板焊接低溫錫膏,太陽能非晶硅,不銹鋼,鍍鎳,鋁焊接,散熱器銅銅焊接,銅鋁焊接,熱管焊接焊接需求,金牌品質,行業領先水平發貨全國,技術支持等。


         SMT生產中錫珠的產生原因及控制方法 二十多年來,隨著電子信息產品的輕、薄、省電、小型化、平面化的不斷發展,促使不同用途的電子產品必須采用表面貼裝(SMT)技術。而錫珠對于電子產品具有嚴重的危害性,因此如何減少錫珠是SMT企業重點管控的內容之一。 

         根據相關案例,SMT生產中,回流焊接時,由于錫膏金屬微粒飛濺,容易形成微小球狀焊料珠或不規則形狀的焊料粒,這就是錫珠。錫珠是SMT生產的主要缺陷之一,直徑約為0.2~0.4mm,主要出現在貼片元件側面或者IC引腳之間,不僅影響PCB產品外觀,而且在使用中可能造成短路現象,嚴重影響電子產品質量和壽命,甚至可能造成人身傷害。

錫珠是多種因素造成的,原材料、錫膏、模板、裝貼、回流焊、環境等都可能導致產生錫珠。因此研究它產生的原因,并力求進行最有效控制就顯得猶為重要。

原材問題導致產生錫珠及其控制方法        

a. PCB質量、元器件, PCB 的焊盤(PAD)設計不合理,如果元器件本體過多壓在PAD上把錫膏擠出過多,可能產生錫珠。設計PCB時,就要選定合適的元器件封裝及合適的PAD。 PCB阻焊膜印刷不好、表面粗糙,導致回流時出現錫珠,必須加嚴PCB來料入檢,阻焊膜嚴重不良時,必須批退或報廢處理。 
    焊盤有水份或污物,導致產生錫珠,必須仔細清除PCB上的水份或污物,再投用生產。 
    另外,經常會遇到客戶來料為不同封裝尺寸器件的代用要求,導致器件和PAD不匹配,易產生錫珠,因此應盡量避免代用。 

b. PCB受潮 PCB中水分過多,貼裝后過回流爐時,由于水分急劇膨脹產生氣體,產生錫珠。要求PCB在投入SMT生產前必須是干燥真空包裝,如有受潮需要用烘箱烘烤后使用。對于有機保焊膜(OSP)板,不允許烘烤。依生產周期算,OSP板未超3個月可上線生產,超3個月則需換料。 
c. 錫膏選用,錫膏顯著地影響著焊接質量,錫膏中的金屬含量、氧化物含量、金屬粉末粒度、錫膏活性等都不同程度影響著錫珠的形成。琟金屬含量、黏度。正常情況,錫膏中金屬含量的體積比約為50%左右、質量比約為89%~91%,其余為助焊劑(Flux)、流變性調節劑、黏度控制劑、溶劑等。如果助焊劑比例過多,錫膏黏度降低,在預熱區,助焊劑氣化時產生的力過大易產生錫珠。 
    錫膏黏度是影響印刷性能的重要因素,通常在180-220 Pa·s之間,模板印刷時,錫膏黏度最佳約為200 Pa·s。金屬含量增加時,錫膏黏度增加,能更有效地抵抗預熱區中氣化產生的力,也可減小錫膏印刷后塌落趨勢,可減少錫珠。 
    氧化物含量。錫膏中氧化物含量也影響焊接效果。氧化物含量越高,金屬粉末熔化后結合過程中所受阻力就越大,回流焊階段,金屬粉末表面氧化物含量還會增高,不利于焊盤“潤濕”而產生錫珠。因此在金屬粉末(Powder)制程中須要求真空化操作,防止Powder氧化。 
    金屬粉末的粒度、均勻性。金屬粉末是極細小的球狀顆粒,其形狀、直徑大小及均勻性均影響其印刷性能。較細的顆粒中氧化物含量較高,如果細顆粒比例大,會有更好的印刷清晰度,但卻易產生塌邊,使錫珠增多;較大的顆粒比例大,使連錫增多,其均勻度相差大,會導致錫珠增多。 
    錫膏活性。錫膏活性不好,干得太快,如果加了過量稀釋劑,在預熱區,稀釋劑氣化產生的力過大易產生錫珠。如果遇到活性不好的錫膏,最好馬上停用更換活性好的。
 模板問題導致產生錫珠及其控制方法              
模板太厚,錫膏印刷就厚,回流焊后易產生錫珠。 
  模板厚度選擇原則:

如模板太厚導致錫珠多,盡快重新制作模板。 
    模板開孔未做防錫珠處理,易產生錫珠。無論有鉛或無鉛,印錫模板的Chip件開孔均需防錫珠開孔。 
    模板開口不當、過大、偏移,都會導致錫珠產生。PAD大小決定著模板開孔的大小,模板開口設計最關鍵的要素是尺寸、形狀。為避免錫膏印刷過量,將開口尺寸設計成小于相應焊盤接觸面積的10%;無鉛模板開口設計應比有鉛的大一些,使錫膏盡可能完全覆蓋焊盤。
印刷機參數設定調整不當導致產生錫珠及其控制方法 
 
   印刷完后錫膏有塌邊現象,過回流爐后可能形成錫珠。錫膏有塌邊,這和印刷機刮刀壓力、速度、脫模速度有關系。如有錫膏塌邊現象,需重新調整刮刀壓力、速度或脫模速度,減輕塌邊,減少錫珠發生。 
    未對好位就開始印刷,印刷偏移,使部分錫膏沾到PCB上,可能形成錫珠。 
    PAD上印刷錫膏過厚,元件下壓后多余錫膏溢流,易形成錫珠。錫膏印刷厚度是生產中一個主要參數,通常等于模板厚度的(1+10%±15%)之間,過厚導致塌邊易形成錫珠。 
    印刷厚度是由模板厚度所決定,與機器的設定和錫膏特性有一定關系。印刷厚度的微量調整,經常是通過調節刮刀壓力及印刷速度來實現。
置件壓力問題導致產生錫珠及其控制方法          
    如果貼片中置件壓力設定過大,當元件壓在錫膏上時,就可能有一部分錫膏被擠在元件下面,回流焊階段,這部分錫膏熔化易形成錫珠,因此應選擇適當的置件壓力。
爐溫問題導致產生錫珠及其控制方法              
   回流焊曲線可分為預熱、保溫、回流和冷卻四個階段。預熱階段升溫到120~150度之間,可除去錫膏中易揮發的溶劑,減少對元件的熱振動;同時錫膏內部會發生氣化現象,如果錫膏中金屬粉末之間的粘結力小于氣化產生的力,就會有少量錫膏從PAD上溢流離開,有的則躲到片狀阻容件下面,回流后形成錫珠。 
    由此可見,預熱溫度越高、預熱區升溫太急,就會加大氣化現象飛濺,就越容易形成錫珠。因此調整回流爐溫、降低輸送帶速度,采取較適中的預熱溫度和預熱速度來控制錫珠。

制程管控問題導致產生錫珠及其控制方法          

   錫膏使用注意事項主要包括以下幾個方面:在規定的保存條件下,錫膏存儲期限一般為3~6個月;錫膏使用應遵循“先進先出”原則,應以密封形式保存在恒溫冰箱內,溫度在2℃~10℃;使用前,從冰箱中取出、密封置于室溫下至少回溫4H,待錫膏達到室溫時打開瓶蓋,取出部分錫膏后,將里面的蓋子與錫膏之間空氣全部擠凈,立即蓋好外蓋。若在低溫開瓶,易吸收水汽,再流焊時易產生錫珠; 開封后應按要求攪拌均勻,降低錫膏黏度,開蓋后原則上應在當天內一次用完;錫膏置于模板上超過30分鐘未使用時,應用印刷機的攪拌功能攪拌后再使用,若間隔時間較長(超過1H),應將錫膏重新放回罐中蓋緊瓶蓋,再次使用應攪拌均勻;從模板收掉錫膏時,要換另一個空罐裝,防止污染新鮮錫膏,從模板上刮回的錫膏也應密封冷藏。 
    制程管理也有其相應的要求:印刷時的最佳溫度為25℃±3℃,相對濕度為45%~65%,溫濕度過高,錫膏容易吸收水汽,回流時易產生錫珠;印刷失敗后,最好用超聲波清洗設備徹底清洗PCB,晾干后再放入烘箱按規范烘烤,以防止再使用時出現錫珠;清潔模板不及時、或擦拭不徹底,導致模板背面有殘余錫膏,污染PCB板面,產生錫珠。必須嚴格按照模板清潔規范操作,確定專人清潔、檢查;印刷錫膏后,PCB應在盡可能短的時間內貼裝完,以防止助焊劑等溶劑揮發,易產生錫珠。 
    在SMT生產中,產生錫珠的因素有諸多方面,只顧關注某一方面或調整某一項參數是遠遠不夠的。我們需要在生產前的準備階段和生產過程中仔細管控好各個細節,研究好如何控制影響錫珠的各項因素,從而使焊接達到最佳的效果,滿足電子連技術的高質量要求。 

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