從“減縮制程、節(jié)約本錢、削減污染”等視點(diǎn)出發(fā)，越來越多的電子焊接采用焊后“免清洗”工藝。可是假如焊后板面有“錫珠”呈現(xiàn)，則不或許到達(dá)“免清洗”的要求，因而“錫珠”的防備與操控在實(shí)施“免清洗”進(jìn)程中就顯得分外重要。“錫珠”的呈現(xiàn)不只影響板級產(chǎn)品外觀，更為嚴(yán)重的是由于印制板上元件密集，在運(yùn)用進(jìn)程中它有或許構(gòu)成短路等情況，然后影響產(chǎn)品的可靠性。
綜合整個電子焊接情況，或許呈現(xiàn)“錫珠”的工藝制程包含：“SMT外表貼裝”焊接制程、“波峰焊”制程及“手藝焊”制程，咱們從這三個方面來一一討論“錫珠”呈現(xiàn)的原因及防備操控的方法。由于“波峰焊”及“手藝焊”已推廣多年，許多方面都現(xiàn)已比較老練，因而，本文用了較多的篇幅介紹“SMT外表貼裝” 焊接制程中發(fā)生“錫珠”原因及防控措施。
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關(guān)于的“錫珠”形狀及規(guī)范
一些行業(yè)規(guī)范對“錫珠”問題進(jìn)行了闡釋。首要有MIL-STD-2000規(guī)范中的“不允許有錫珠”，而IPC-A-610C規(guī)范中的“每平方英寸少于5個”。在IPC-A-610C規(guī)范中，規(guī)則最小絕緣間隙0.13毫米，直徑在此之內(nèi)的錫珠被認(rèn)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，制造商有必要采納糾正措施，防止這種現(xiàn)象的發(fā)生。為無鉛焊接制定的最新版IPCA- 610D規(guī)范沒有對錫珠現(xiàn)象做更清楚的規(guī)則，有關(guān)每平方英寸少于5個錫珠的規(guī)則現(xiàn)已被刪去。有關(guān)汽車和軍用產(chǎn)品的規(guī)范則不允許呈現(xiàn)任何“錫珠”，所用線路板在焊接后有必要被清洗，或?qū)㈠a珠手藝去除。
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“SMT外表貼裝”制程“錫珠”呈現(xiàn)的原因及防備操控方法
在“SMT外表貼裝”焊接制程中，回流焊的“溫度、時刻、焊膏的質(zhì)量、印刷厚度、鋼網(wǎng)（模板）的制作、裝貼壓力”等要素都有或許構(gòu)成“錫珠”的發(fā)生。因而，找到“錫珠”或許呈現(xiàn)的原因，并加以防備與操控就是到達(dá)板面無“錫珠”的關(guān)鍵之地點(diǎn)。
（壹）焊膏自身質(zhì)量原因或許引起的“錫珠”情況
1、焊膏中的金屬含量。焊膏中金屬含量的質(zhì)量比約為89-91％，體積比約為50％左右。一般金屬含量越多，焊膏中的金屬粉末擺放越嚴(yán)密，錫粉的顆料之間有更多時機(jī)結(jié)合而不易在氣化時被吹散，因而不易構(gòu)成“錫珠”；假如金屬含量削減，則呈現(xiàn)“錫珠”的機(jī)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作用，氧化物含量越高，金屬粉末熔化后在與焊盤熔合的進(jìn)程中外表張力就越大，并且在“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徹底“潮濕”然后導(dǎo)致細(xì)微錫珠發(fā)生。
3、焊膏中金屬粉末的粒度。焊膏中的金屬粉末是極細(xì)微的近圓型球體，常用的焊粉球徑約在25-45μm之間，較細(xì)的粉末中氧化物含量較低，因而會使“錫珠”現(xiàn)象得到緩解。
4、焊膏抗熱崩塌作用。在回流焊預(yù)熱段，假如焊膏抗熱崩塌作用不好，在焊接溫度前（焊料開端熔融前）已印刷成型的焊膏開端崩塌，并有些焊膏流到焊盤以外，當(dāng)進(jìn)入焊接區(qū)時，焊料開端熔融，由于內(nèi)應(yīng)力的作用，焊膏收縮成焊點(diǎn)并開端浸潤爬升至焊接端頭，有時由于焊劑缺失或其他原因?qū)е潞父鄳?yīng)力不足，有一少部分焊盤外的焊膏沒有收縮回來，當(dāng)其徹底熔化后就構(gòu)成了“錫珠”。
由此可見，焊膏的質(zhì)量及選用也影響著錫珠發(fā)生，焊膏中金屬及其氧化物的含量，金屬粉末的粒度、焊膏抗熱崩塌作用等都在不同程度地影響著“錫珠”的構(gòu)成。
（貳）運(yùn)用不當(dāng)構(gòu)成 “錫珠”的原因剖析
1、“錫珠”在經(jīng)過回流焊爐時發(fā)生的。咱們大致可以將回流焊進(jìn)程分為“預(yù)熱、保溫、焊接和冷卻”四個階段。“預(yù)熱段”是為了使印 制板和表貼元件緩慢升溫到120-150℃之間，這樣可以除掉焊錫膏中易蒸騰的溶劑，削減對元件的熱沖擊。而在這一進(jìn)程中焊膏內(nèi)部會發(fā)生氣化現(xiàn)象，這時假如焊膏中金屬粉末之間的粘結(jié)力小于焊劑氣化發(fā)生的力，就會有少量“焊粉”從焊盤上流下或飛出，在“焊接”階段，這部分“焊粉”也會熔化，然后構(gòu)成“錫珠”。由此可以得出這樣的定論“預(yù)熱溫度越高，預(yù)熱速度越快，就會加重焊劑的氣化現(xiàn)象然后引起崩塌或飛濺，構(gòu)成錫珠”。因而，咱們可以采納較適中的預(yù)熱溫度和預(yù)熱速度來操控“錫珠”的構(gòu)成。
2、焊膏在印制板上的印刷厚度及印刷量。焊膏的印刷厚度是出產(chǎn)中一個首要參數(shù)，印刷厚度一般在0.15-0.20mm之間，過厚或過多就容易導(dǎo)致“崩塌”然后構(gòu)成“錫珠”。在制作鋼網(wǎng)（模板）時，焊盤的巨細(xì)決定著模板開孔的巨細(xì)，一般，咱們?yōu)榱朔乐购父嘤∷⑦^量，將印刷孔的尺度操控在約小于相應(yīng)焊盤觸摸面積10％，結(jié)果表明這樣會使“錫珠”現(xiàn)象有必定程度的減輕。
3、假如在貼片進(jìn)程中貼裝壓力過大，當(dāng)元件壓在焊膏上時，就或許有一部分焊膏被擠在元件下面或有少量錫粉飛出去，在焊接段這部分焊粉熔化然后構(gòu)成“錫珠”；因而，在貼裝時應(yīng)挑選適當(dāng)?shù)馁N裝壓力。
4、焊膏一般需求冷藏，在運(yùn)用前必定要使其康復(fù)至室溫方可翻開包裝運(yùn)用，假如焊膏溫度過低就被翻開包裝，會使膏體外表發(fā)生水分，這些水分在經(jīng)過預(yù)熱時會構(gòu)成焊粉飛出，在焊接段會讓熱熔的焊料飛濺然后構(gòu)成“錫珠”。
我國一般地區(qū)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小時再敞開瓶蓋。
5、出產(chǎn)或工作環(huán)境也影響“錫珠”的構(gòu)成，當(dāng)印制板在潮濕的庫房存放過久，在裝印制板的包裝袋中發(fā)現(xiàn)細(xì)微的水珠，這些水分和焊膏吸潮的水分相同，會影響焊接作用然后構(gòu)成“錫珠”。因而，假如有條件，在貼裝前將印制板或元器件進(jìn)行必定的烘干，然后進(jìn)行印刷及焊接，可以有用地抑制“錫珠”的構(gòu)成。
6、焊膏與空氣觸摸的時刻越短越好，這也是運(yùn)用焊膏的一個準(zhǔn)則。取出一部分焊膏后，立即蓋好蓋子，特別是里邊的蓋子必定要向下壓緊，將蓋子與焊膏之間空氣擠出，不然對焊膏的壽數(shù)會有必定的影響，一起會構(gòu)成焊膏的枯燥加快或在下次再運(yùn)用時吸潮，然后構(gòu)成“錫珠”。
由此可見，“錫珠”的呈現(xiàn)有許多原因，只從某一個方面進(jìn)行防備與操控是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。咱們需求在出產(chǎn)進(jìn)程中研討怎么防制各種不利要素及潛在隱患，然后使焊接到達(dá)最好的作用，防止“錫珠”的發(fā)生。
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“SMT外表貼裝”進(jìn)程的“錫珠”防備與操控
1、焊膏的選用
在挑選焊膏時，應(yīng)堅(jiān)持在現(xiàn)有工藝條件下的試用，這樣，既能驗(yàn)證供貨商焊膏對自身產(chǎn)品、工藝的適用性，也能開始了解該焊膏在實(shí)踐運(yùn)用中的具體表現(xiàn)。對焊膏方面的評價，應(yīng)留意各種常見的參數(shù)，比如“焊油與焊粉的比例、錫球的顆粒度”等。
正確挑選的焊膏不必定是各項(xiàng)參數(shù)都最優(yōu)異，更多的情況下，關(guān)于SMT的工藝制程及產(chǎn)品特性來講，適合的就是最好的。因而，挑選適合自身工藝及產(chǎn)品的焊膏，并將所有參數(shù)定下來，在今后的供貨商交貨進(jìn)程中做出品管檢驗(yàn)及品檢的依據(jù)，一方面核對供貨商所供給的書面資料，另一方面取少量不同批次的產(chǎn)品進(jìn)行試用。
優(yōu)質(zhì)供貨商，會在合作進(jìn)程中提出相應(yīng)的工藝主張，并依據(jù)客戶具體要求進(jìn)行焊膏產(chǎn)品的升級及缺點(diǎn)改善；因而，相對穩(wěn)定的、誠信度高的供貨商，對客戶在焊膏質(zhì)量方面防備及操控“錫珠”能供給很大的幫助。
2、“SMT外表貼裝”工藝操控與改善
在所有的工藝操控進(jìn)程中，從焊膏的保存及取出運(yùn)用、回溫、拌和都有嚴(yán)厲的文件規(guī)則，首要有以下幾個方面的要點(diǎn)：
（1）嚴(yán)厲依照供貨商供給的存貯條件及溫度進(jìn)行存貯，一般情況下焊膏應(yīng)存貯于0-10℃的冷藏條件下；
（2）焊膏取出后、運(yùn)用前，應(yīng)該進(jìn)行常溫下的回溫，在焊膏未徹底回溫前，不得敞開；
（3）在拌和進(jìn)程中，應(yīng)該依照供貨商所供給的拌和方法及拌和時刻進(jìn)行拌和；
（4）在印刷過種中，應(yīng)該留意印刷的力度，及鋼網(wǎng)外表的清潔度，及時擦拭鋼網(wǎng)外表剩余的焊膏殘留，防止在這個進(jìn)程污染PCB板面然后構(gòu)成焊接進(jìn)程中的錫珠發(fā)生。
（5）回流焊進(jìn)程中，應(yīng)嚴(yán)厲依照現(xiàn)已訂好的回流焊曲線進(jìn)行作業(yè)，不得隨意調(diào)整；一起應(yīng)該常常校驗(yàn)回流焊曲線與規(guī)范曲線的差異并批改；
（6）在“SMT外表貼裝”工藝中，鋼網(wǎng)（模板）的“開口方式”以及“開口率”很或許導(dǎo)致焊膏在“印刷特性”及“焊接特性”方面的一些缺點(diǎn)然后引起“錫珠”。在相關(guān)試驗(yàn)中，咱們對鋼網(wǎng)進(jìn)行了改善，將原來易發(fā)生“錫珠”的片式元件1：1鋼網(wǎng)開口，改為1：0.75的楔形，改后試驗(yàn)作用較好“錫珠”發(fā)生的機(jī)率顯著下降直至根本根絕。
經(jīng)過修正鋼網(wǎng)的開口方式和批量的印刷試驗(yàn)，可以很顯著地看到，改后鋼網(wǎng)的開口方法可以有用防控“錫珠”的發(fā)生。修正后“防錫珠”鋼網(wǎng)的印刷作用及焊接作用見圖二：
依照屢次的比照試驗(yàn)，并結(jié)合“圖二”可以看出，經(jīng)過修正前后三次的作用比照，第二次修正后的鋼網(wǎng)，沒有見到顯著的錫珠，而錫膏的焊錫量也沒有偏少。由此闡明經(jīng)過鋼網(wǎng)的開口改動，對“SMT外表貼裝”制程中的“錫珠”防控仍是有必定作用的。一起咱們對更改后的焊接產(chǎn)品送到“賽寶試驗(yàn)室”進(jìn)行檢測（陳述編號為“FX03-2081691”），通對該線路板上的0603元件進(jìn)行推剪力測驗(yàn)，在“R124、R125、R126、C16、C57”五個元件點(diǎn)的剪切力分別為“58.14N、56.53N、51.87N、50.90N、52.35N”，焊接強(qiáng)度能到達(dá)咱們的要求。
“SMT外表貼裝”制程雖然對“錫珠”的防控較為雜亂，但經(jīng)過長時刻的工作努力及經(jīng)驗(yàn)積累，相信可以做到無“錫珠”，或有用降低“錫珠”發(fā)生的機(jī)率。
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“波峰焊”進(jìn)程中呈現(xiàn)“錫珠”的原因及防備操控方法
在“波峰焊”工藝進(jìn)程中，“錫珠”的發(fā)生有兩種情況：一種是在板子剛觸摸到錫液時，由于助焊劑或板材自身的水份過多或高沸點(diǎn)溶劑沒有充沛蒸騰，遇到溫度較高的錫液時突然蒸騰，較大的溫差致使液態(tài)焊錫飛濺出去，構(gòu)成細(xì)微錫珠；另一種情況是在線路板脫離液態(tài)焊錫的時候，當(dāng)線路板與錫波分離時，線路板順著管腳延伸的方向會拉出錫柱，在助焊劑的潮濕作用及錫液自身流動性的作用下，剩余的焊錫會落回錫缸中，因而而濺起的焊錫有時會落在線路板上，然后構(gòu)成“錫珠”。
因而，咱們可以看到，在“波峰焊”防控“錫珠”方面，咱們應(yīng)該從兩個大的方面著手，一方面是助焊劑等原資料的挑選，另一方面是波峰焊的工藝操控。
（一）助焊劑方面的原因剖析及防備操控方法
1、助焊劑中的水份含量較大或超支，在經(jīng)過預(yù)熱時未能充沛蒸騰；
2、助焊劑中有高沸點(diǎn)物質(zhì)或不易蒸騰物，經(jīng)預(yù)熱時不能充沛蒸騰；
這兩種原因是助焊劑自身“質(zhì)量”問題所引起的，在實(shí)踐焊接工藝中，可以經(jīng)過“進(jìn)步預(yù)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(yīng)針對供商所供給樣品進(jìn)行實(shí)踐工藝的確認(rèn)，并記錄試用時的規(guī)范工藝，在沒有“錫珠”呈現(xiàn)的情況下，審核供貨商所供給的其他闡明資料，在今后的收貨及檢驗(yàn)進(jìn)程中，應(yīng)核對供貨商開始的闡明資料。
（二）工藝方面的原因剖析及防備操控方法
1、預(yù)熱溫度偏低，助焊劑中溶劑部分未徹底蒸騰；
2、走板速度太快未到達(dá)預(yù)熱作用；
3、鏈條（或PCB板面）傾角過小，錫液與焊接面觸摸時中心有氣泡，氣泡爆裂后發(fā)生錫珠；
4、助焊劑涂布的量太大，剩余助焊劑未能徹底流走或風(fēng)刀沒有將剩余焊劑吹下。
這四種不良原因的呈現(xiàn)，都和規(guī)范化工藝的確定有關(guān)，在實(shí)踐出產(chǎn)進(jìn)程中，應(yīng)該嚴(yán)厲依照現(xiàn)已訂好的作業(yè)指導(dǎo)文件進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)的校對，對現(xiàn)已設(shè)定好的參數(shù)，不能隨意改動，相關(guān)參數(shù)及所涉及技術(shù)層面首要有以下幾點(diǎn)：
（1）關(guān)于預(yù)熱：一般設(shè)定在90℃-110℃，這兒所講“溫度”是指預(yù)熱后PCB板焊接面的實(shí)踐受熱溫度，而不是“表顯”溫度；假如預(yù)熱溫度達(dá)不到要求，則焊后易發(fā)生錫珠。
（2）關(guān)于走板速度：一般情況下，主張客戶把走板速度定在1.1-1.4米/分鐘，但這不是絕對值；假如要改動走板速度，一般都應(yīng)以改動預(yù)熱溫度作合作；比如：要將走板速度加快，那么為了確保PCB焊接面的預(yù)熱溫度可以到達(dá)預(yù)定值，就應(yīng)當(dāng)把預(yù)熱溫度適當(dāng)進(jìn)步；假如預(yù)熱溫度不變，走板速度過快時，焊劑有或許蒸騰不徹底，然后在焊接時發(fā)生“錫珠”。
（3）關(guān)于鏈條（或PCB板面）的傾角：這一傾角指的是鏈條（或PCB板面）與錫液平面的視點(diǎn)，當(dāng)PCB板走過錫液平面時，應(yīng)確保PCB零件面與錫液平面只有一個切點(diǎn)；而不能有一個較大的觸摸面；當(dāng)沒有傾角或傾角過小時，易構(gòu)成錫液與焊接面觸摸時中心有氣泡，氣泡爆裂后發(fā)生“錫珠”。
（4）在波峰爐運(yùn)用中，“風(fēng)刀”的首要作用是吹去PCB板面剩余的助焊劑，并使助焊劑在PCB零件面均勻涂布；一般情況下，風(fēng)刀的傾角應(yīng)在10度左右；假如“風(fēng)刀”視點(diǎn)調(diào)整的不合理，會構(gòu)成PCB外表焊劑過多，或涂布不均勻，不光在過預(yù)熱區(qū)時易滴在發(fā)熱管上，影響發(fā)熱管的壽數(shù)，并且在浸入錫液時易構(gòu)成“炸錫”現(xiàn)象，并因而發(fā)生“錫珠”。
在實(shí)踐出產(chǎn)中，結(jié)合自身波峰焊的實(shí)踐情況，對相關(guān)資料進(jìn)行選型，一起制定嚴(yán)厲《波峰焊操作規(guī)程》，并嚴(yán)厲依照相關(guān)規(guī)程進(jìn)行出產(chǎn)。經(jīng)過試驗(yàn)證明，在嚴(yán)厲落實(shí)工藝技術(shù)的條件下，徹底可以克服由于“波峰焊焊接工藝問題”發(fā)生的“錫珠”。
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“手藝焊”進(jìn)程中“錫珠”的呈現(xiàn)原因及防備操控
在“手藝焊”進(jìn)程中“錫珠”呈現(xiàn)的機(jī)率并不高，常見的是松香飛濺，偶爾會呈現(xiàn)“錫珠”的飛濺或者在焊盤的外表殘存有錫渣等；相比較松香的飛濺來講，“錫珠”或錫渣的存在對產(chǎn)品安全性更具潛在危害。
呈現(xiàn)錫渣、“錫珠”的首要原因或許是：焊劑在熱源未移開前已徹底蒸騰，故焊錫流動性極差，沾附烙鐵頭隨烙鐵之抽出而構(gòu)成尖、柱或短焊情形，或不小心導(dǎo)致焊錫液自烙鐵頭濺離，冷卻后沾附于板面或元件上。還有一種或許是沒有依照先將烙鐵頭放在被焊接部分進(jìn)行預(yù)熱，而是先將焊錫絲燙化，然后再放到被焊位置，由于較大的溫差而構(gòu)成了焊錫的飛濺，然后構(gòu)成“錫珠”。
無論是上述哪種原因，更重要的是教訓(xùn)操作人員，把握正確的焊接時刻及位置，適量的增加焊錫并留意及時、正確地清潔烙鐵頭。在實(shí)踐出產(chǎn)中，常常對“手藝焊”職工進(jìn)行專門的焊接技術(shù)培訓(xùn)，并嚴(yán)厲編制《手藝焊接工藝要求》，對“手藝焊”進(jìn)行規(guī)范化及可控化的工藝要求。經(jīng)過長時刻的調(diào)查，目前在“手藝焊接作業(yè)”進(jìn)程中，可以有用地防止“錫珠”的發(fā)生。
定論：針對“錫珠”問題，咱們用了半年多的時刻，和相關(guān)客戶一起，一起做了大量的試驗(yàn)，并對不同的焊接工藝進(jìn)行了細(xì)致的剖析。實(shí)踐證明，經(jīng)過資料選購、工藝操控等，在當(dāng)時的電子焊接制程中，徹底有或許根絕或?qū)ⅰ板a珠”發(fā)生的概率降至更低。
展望未來，將針對焊錫膏配方及出產(chǎn)工藝進(jìn)行一系列的深入再研討，包含“焊錫膏中的溶劑、松香樹脂、活化劑、觸變劑、外表活性劑及其他多種類型增加劑之選用、配伍、配比等，以及焊膏出產(chǎn)工藝所涉溫度、時刻等多個方面”。希望從產(chǎn)品技術(shù)視點(diǎn)來解決或防備“錫珠”的發(fā)生，以確保在焊接制程中根絕或更少地呈現(xiàn)“錫珠”，然后合作更多客戶到達(dá)焊后“免清洗”工藝。