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公共资料

SMT表面贴装焊接“锡珠缺陷”解决方案

发布日期:2013/4/11 21: 26

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焊珠的存在不仅影响电子产品的外观,而且还对产品的质量构成隐患。原因是现代印刷电路板部件具有高密度和小间距,并且焊珠在使用期间可能脱落,从而导致部件短路并影响电子产品的质量。

焊珠现象是表面贴装工艺中的主要缺陷之一。它的产生是一个复杂的过程,也是最烦人的问题。完全消除它是非常困难的。

焊珠的直径通常在0.2mm和0.4mm之间,并且还有超过该范围,主要集中在芯片型RC元件周围。通常,焊珠的原因是多方面和全面的。焊膏印刷厚度,焊膏成分和氧化度,模板制作和开口,焊膏吸收水分,元件安装压力,元件和焊盘的可焊性,回流温度设定,外部环境影响可能是焊珠的原因。

以下是各方面焊珠的原因和解决方案。

焊膏的选择直接影响焊料的质量。焊膏中金属的含量,焊膏的氧化程度,焊膏中合金焊料粉末的粒径,以及印刷在印刷电路板上的焊膏的厚度都会影响焊膏的产生。焊球。

A.焊膏的金属含量。焊膏的金属含量具有约88%至92%的质量比和约50%的体积比。当金属含量增加时,焊膏的粘度增加,以有效地抵抗在预热过程中由蒸发产生的力。另外,金属含量的增加导致金属粉末紧密堆积,从而在熔化时更加熔化而不会被吹掉。另外,金属含量的增加也可以减少焊膏印刷后的“坍落”,因此不太可能产生焊珠。

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B.焊膏的金属氧化程度。在焊膏中,金属氧化程度越高,焊接期间的金属粉末粘合阻力越大,并且焊膏与焊盘和部件之间的渗透越少,导致可焊性降低。实验表明,焊珠的发生率与金属粉末的氧化程度成正比。通常,焊膏中的焊料氧化度应控制在0.05%以下,最大限度为0.15%。

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C.焊膏中金属粉末的粒度。焊膏中粉末的粒径越小,焊膏的总表面积越大,导致细粉末的氧化程度越高,因此焊珠现象越强烈。我们的实验表明,当使用更细的粒度焊膏时,更容易生产焊粉。

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D.印刷电路板上焊膏的印刷厚度。印刷后焊膏的厚度是模版印刷的重要参数,通常在0.12mm和0.20mm之间。过量的焊膏会导致焊膏“塌陷”并促进焊珠的产生。

E.焊膏中助焊剂的量和助焊剂的活性。过多的焊接会导致焊膏部分坍塌,使焊珠易于生产。另外,当焊剂的活性小时,焊剂的脱氧能力弱,因此容易产生锡珠。免清洗焊膏的活性低于松香型和水溶性焊膏,因此更容易生产焊珠。

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F.此外,在使用之前,焊膏通常在冰箱中冷藏。取出后,应将其恢复到室温,然后打开(或用LT-180A焊膏搅拌器搅拌)。否则,焊膏容易吸收水分。通过回流焊料使溅射产生焊珠。

2.模板和开口的制作。我们通常根据印刷电路板上的焊盘制作模板,因此模板的开口是焊盘的尺寸。当印刷焊膏时,易于将焊膏印刷到阻焊层上,从而在回流焊接期间产生焊珠。因此,我们可以创建一个模板,与模板的实际尺寸相比,可以将模板的开口减少10%。另外,可以改变开口的形状以实现期望的效果。以下是一些推荐的焊盘设计:

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模版的厚度决定了焊膏的印刷厚度,因此适当地减小模版的厚度也可以显着改善焊珠现象。我们进行了这样的实验:首先,使用0.18mm厚的模板,焊接后,发现RC元件旁边的焊珠更严重。之后,重新设计模板,厚度变为0.15mm。对于上图中的前一种设计,回流焊接基本上消除了焊珠。

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放置压力和组件的可焊性。如果在安装时压力太高,则焊膏容易挤出到部件下面的阻焊层上,并且焊料熔化到部件的周边以在回流焊接期间形成焊珠。解决方案是在放置过程中降低压力,并使用上面推荐的模板开口格式,以防止焊膏被挤出焊盘。此外,元件和焊盘的可焊性也会产生直接影响,如果元件和焊盘的氧化严重,它也会产生焊珠。在打印热空气调平垫之后,改变焊料与焊剂的比例,从而减少焊剂的比例。垫越小,不平衡越严重,这也是焊珠的原因。

回流焊温度设定。当印刷电路板回流时产生焊珠。回流焊接可分为四个阶段:预热,保温,回流和冷却。在预热阶段期间,焊膏和部件和焊盘的温度升高到120℃和150℃之间,这减少了回流期间部件的热冲击。在此阶段,焊膏中的焊料开始蒸发,这可能使其变小。粒状金属向下延伸到部件的底部并在部件周围行进以在回流期间形成焊珠。在这个阶段,温度上升不应该太快,一般低于1.5 C/s,太快,容易引起焊料飞溅,形成焊珠。因此,应调整回流焊的温度曲线,并应采用适度的预热温度和预热速度来控制焊珠的产生。

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外部因素的影响。通常,焊膏印刷的最佳温度为25℃±3℃,湿度为60%相对湿度,温度过高,焊膏粘度降低,容易产生“塌陷”。湿度太高,焊膏容易吸收水分,很容易发生。飞溅,这是焊珠的原因。另外,印刷电路板长时间暴露在空气中以吸收水分,并且焊盘被氧化,并且可焊性劣化。它可以在120℃-150℃的烘箱中烘烤12-14小时以除去水分。

总之,焊珠的生产是一个非常复杂的过程。我们在调整参数时应该考虑参数,并探索生产经验,以实现对焊珠的最佳控制。

总结

SOLDER BALL现象是表面贴装(SMT)工艺中的主要缺陷,其主要发生在芯片型RC元件(CHIP)周围并且由许多因素引起。本文通过分析可能的焊珠的各种原因提出了相应的解决方案。

解决相关问题和关键设备:

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锡膏/红色塑料印刷机 - 精密可靠的自动视觉印刷机|半自动精密印刷机|手动印刷机|自动视觉印刷机(二手)|共享产品

产品名称:LT-180A全自动锡膏搅拌机

产品型号:LT-180A

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