錫珠産(chǎn)生的原(yuán)因及對(dui)策

   焊(hàn)錫珠（SOLDER BALL）現(xian)象是表(biǎo)面貼裝(zhuāng)（SMT）過程中(zhong)的主要(yao)缺陷，主(zhu)要♍發生(shēng)在片式(shì)阻容元(yuan)件（CHIP）的周(zhou)圍，由諸(zhū)多因素(sù)引起。本(běn)文通過(guo)對可能(néng)🚶産生焊(hàn)錫珠的(de)各種原(yuan)因的分(fèn)析，提出(chu)相應的(de)解決🏃🏻‍♂️方(fāng)法。
   焊錫(xi)珠現象(xiàng)是表面(miàn)貼裝過(guo)程中的(de)主要缺(que)陷之一(yi)，它的産(chan)生是一(yi)個複雜(za)的過程(chéng)，也是最(zuì)煩人的(de)問題，要(yao)完全消(xiāo)除它，是(shi)非㊙️常困(kun)難的。
   焊(hàn)錫珠的(de)直徑大(da)緻在0.2mm～0.4mm 之(zhī)間，也有(you)超過此(ci)範圍的(de)，主要集(ji)中在☔片(pian)式阻容(róng)元件的(de)周圍。焊(hàn)錫珠的(de)存在，不(bu)僅影響(xiang)了電子(zǐ)産品的(de)外觀，也(ye)對産品(pǐn)的質量(liàng)埋下了(le)隐患。原(yuán)因是現(xian)代化💃印(yin)制闆🌈元(yuán)件密🔞度(dù)高，間距(ju)小❄️，焊錫(xī)珠在使(shi)用時可(kě)能脫落(luo)，從而造(zao)成元件(jiàn)短路，影(ying)👅響電子(zǐ)産品的(de)質量。因(yin)此，很有(you)必要弄(nòng)清它産(chǎn)生的原(yuán)因，并對(dui)它進行(háng)有效的(de)控制，顯(xiǎn)得尤爲(wèi)重要了(le)。
    一般來(lái)說，焊錫(xi)珠的産(chǎn)生原因(yin)是多方(fāng)面，綜合(hé)的。焊膏(gao)的印刷(shua)🈲厚度、焊(han)膏的組(zu)成及氧(yang)化度、模(mó)闆的制(zhì)作及開(kai)口、焊膏(gao)是否吸(xī)收了⛱️水(shuǐ)分、元件(jian)貼裝壓(yā)力、元器(qì)件及焊(han)盤的可(kě)焊性、再(zài)流焊溫(wēn)度的設(she)置、外界(jie)環境的(de)影響都(dou)可能是(shi)焊錫珠(zhū)産生的(de)原因。
   下(xia)面我就(jiù)從各方(fang)面來分(fèn)焊錫珠(zhu)産生的(de)原因及(jí)解💃決方(fāng)法。
焊膏(gao)的選用(yòng)直接影(yǐng)響到焊(han)接質量(liang)。焊膏中(zhong)金屬的(de)🐕含量、焊(hàn)💘膏的‼️氧(yǎng)化度，焊(hàn)膏中合(hé)金焊料(liào)粉的粒(lì)度及📧焊(han)膏印刷(shuā)🌈到印制(zhì)闆上的(de)厚度都(dou)能影響(xiang)焊珠的(de)産生。
   A、焊(han)膏的金(jin)屬含量(liàng)。焊膏中(zhōng)金屬含(hán)量其質(zhì)量比約(yue)爲🥰88％～92％，體積(ji)👣比約爲(wei)50%。當金屬(shu)含量增(zeng)加時，焊(hàn)膏的黏(nian)度增加(jia)，就能有(you)效💞地抵(dǐ)抗預熱(rè)過程中(zhōng)汽化産(chǎn)生的力(lì)。另外，金(jin)屬含🏃量(liang)的增加(jia)，使金💜屬(shǔ)粉末排(pái)列緊密(mì)，使其在(zài)熔化時(shí)更容結(jie)合而不(bu)🌐被吹散(san)。此外，金(jin)屬含量(liang)的增加(jia)也可能(neng)減小焊(hàn)膏印刷(shuā)後的“塌(tā)落”，因此(ci)，不易産(chǎn)生焊錫(xi)珠。
   B、焊膏(gao)的金屬(shu)氧化度(dù)。在焊膏(gao)中，金屬(shu)氧化度(dù)越高在(zai)焊接時(shi)金屬粉(fěn)末結合(he)阻力越(yuè)大，焊膏(gāo)與焊盤(pán)及元件(jiàn)之間就(jiu)越不浸(jìn)潤🌈，從而(er)導緻可(ke)焊性降(jiang)低。實驗(yan)表明：焊(han)錫✂️珠的(de)發生率(lǜ)與金屬(shu)粉末的(de)氧👉化度(du)成正比(bǐ)。一般的(de)，焊膏中(zhōng)的焊料(liao)氧化度(du)應控制(zhi)在0.05％以下(xià)，最大極(ji)限爲0.15％。
  C、焊(han)膏中金(jin)屬粉末(mò)的粒度(dù)。焊膏中(zhōng)粉末的(de)粒度越(yue)小，焊膏(gao)的總體(ti)表面積(ji)就越大(dà)，從而導(dǎo)緻較細(xì)粉末的(de)氧化度(du)較高，因(yin)⭐而焊錫(xi)珠現象(xiang)加劇。我(wǒ)們的實(shi)驗表明(ming)：選用💔較(jiao)細顆粒(li)度的焊(han)膏時，更(gèng)容易🚩産(chǎn)生焊錫(xi)粉。
   D、焊膏(gao)在印制(zhì)闆上的(de)印刷厚(hòu)度。焊膏(gāo)印刷後(hou)的厚度(dù)是漏闆(pan)印刷的(de)一個重(zhòng)要參數(shu)，通常在(zài)0.12mm-20mm之間。焊(hàn)膏過厚(hou)會造成(chéng)焊膏的(de)“塌落”，促(cù)進焊錫(xi)珠的産(chan)生。
   E、焊膏(gāo)中助焊(hàn)劑的量(liang)及焊劑(jì)的活性(xìng)。焊劑量(liàng)太多，會(hui)造成焊(hàn)♊膏的局(ju)部塌落(luo)，從而使(shǐ)焊錫珠(zhū)容易産(chan)生。另☀️外(wài)，焊劑的(de)活性小(xiao)時，焊劑(ji)的去氧(yǎng)化能力(lì)弱，從而(ér)也容易(yi)産☀️生錫(xī)珠。免清(qīng)洗焊膏(gao)的活性(xìng)較松香(xiāng)型和水(shuǐ)溶型焊(han)膏要低(di)，因此就(jiù)更有可(ke)能産生(sheng)焊㊙️錫珠(zhū)。
   F、此外，焊(han)膏在使(shi)用前，一(yī)般冷藏(cang)在冰箱(xiang)中，取出(chū)來以後(hòu)應該使(shǐ)其✂️恢複(fú)到室溫(wen)後打開(kai)使用，否(fǒu)則，焊膏(gao)容💋易吸(xi)收水分(fen)，在再流(liu)焊錫飛(fēi)濺而産(chǎn)生焊錫(xī)珠。
   2、模闆(pan)的制作(zuo)及開口(kǒu)。我們一(yi)般根據(ju)印制闆(pan)上的焊(han)盤來制(zhì)作模闆(pan)，所以模(mo)闆的開(kāi)口就是(shi)焊盤的(de)大小。在(zài)印刷焊(han)膏時🐇，容(róng)易把焊(han)膏印刷(shua)到阻焊(hàn)層上，從(cong)而在再(zai)流焊時(shí)産生焊(han)錫珠。因(yīn)此，我們(men)可以這(zhè)樣來制(zhì)作模闆(pǎn)，把模闆(pan)的開👨‍❤️‍👨口(kǒu)比焊盤(pán)🌂的實際(ji)尺寸減(jian)小10％，另🐕外(wai)，可以更(gèng)改👨‍❤️‍👨開口(kǒu)的外形(xíng)來達到(dao)理想🏃的(de)效果。下(xia)面✊是幾(jǐ)種推薦(jian)的焊盤(pán)設計：
 
 

   模(mo)闆的厚(hòu)度決了(le)焊膏的(de)印刷厚(hòu)度，所以(yǐ)适當地(di)減小模(mo)闆的❌厚(hòu)度也可(ke)以明顯(xiǎn)改善焊(hàn)錫珠現(xian)象。我們(men)曾經進(jin)行過這(zhè)樣的實(shi)驗：起先(xiān)使用0.18mm厚(hòu)的模闆(pan)，再流焊(hàn)後發😄現(xian)阻容元(yuán)件旁邊(biān)的焊錫(xī)珠比較(jiao)嚴重，後(hou)來，重新(xīn)制作🍉了(le)一張模(mó)🔅闆，厚度(du)改爲0.15mm，開(kai)口形式(shì)爲上面(miàn)圖中的(de)前一種(zhǒng)設計，再(zài)流焊基(jī)本上消(xiao)除了焊(hàn)錫珠。
  件(jiàn)貼裝壓(ya)力及元(yuán)器件的(de)可焊性(xìng)。如果在(zài)貼裝時(shi)壓力太(tai)高😄，焊膏(gao)🔞就容易(yì)被擠壓(ya)到元件(jian)下面的(de)阻焊層(céng)上，在再(zai)流焊時(shí)焊錫🔞熔(róng)化跑到(dào)元件的(de)周圍形(xing)成焊錫(xi)珠。解決(jué)方法可(kě)以減小(xiao)貼裝時(shí)的壓力(lì)，并采用(yòng)上面推(tui)薦使☁️用(yòng)的模闆(pan)🌈開口形(xing)式，避免(miǎn)焊膏🍓被(bèi)擠壓到(dào)焊盤外(wai)邊去。另(ling)外，元件(jian)和焊盤(pán)焊性也(yě)有直接(jie)影響❓，如(rú)果元件(jiàn)和焊盤(pan)的氧化(huà)度嚴重(zhong)，也會造(zao)成焊錫(xī)珠的産(chǎn)生。經過(guo)熱風整(zhěng)平的焊(han)盤在焊(hàn)膏印刷(shua)後，改變(bian)了焊錫(xi)與焊劑(ji)的比例(li)，使焊劑(ji)的比例(li)降低，焊(hàn)盤越小(xiǎo)，比例失(shi)調越嚴(yan)重，這也(ye)是産⭐生(sheng)焊錫珠(zhū)的一個(ge)原因。
   再(zài)流焊溫(wēn)度的設(she)置。焊錫(xī)珠是在(zai)印制闆(pǎn)通過再(zai)流焊時(shí)産生的(de)📞，再流焊(hàn)可分爲(wèi)四個階(jie)段：預熱(re)、保溫、再(zài)流、冷卻(què)。在預熱(rè)階段使(shǐ)焊膏和(he)元件及(ji)焊盤的(de)溫度㊙️上(shang)升到1200C—1500C之(zhi)間，減小(xiǎo)元器件(jian)在再流(liú)時的熱(re)沖擊，在(zai)這個階(jiē)段，焊膏(gāo)中的焊(hàn)劑開始(shi)汽化，從(cóng)而可能(neng)使小顆(ke)粒金屬(shu)分開跑(pǎo)到元件(jiàn)的底下(xia)，在再流(liú)時跑到(dào)元件周(zhou)圍形成(chéng)焊錫珠(zhu)。在這一(yī)階段🏃‍♂️，溫(wen)度上升(sheng)不能太(tài)快♻️，一般(ban)應小于(yú)1.50C/s，過快容(róng)易造成(cheng)焊錫飛(fei)濺，形成(cheng)焊錫珠(zhu)。所以應(ying)該調整(zheng)再流焊(hàn)的溫度(dù)曲線，采(cǎi)🔞取較适(shì)中的預(yù)熱溫度(dù)和預熱(rè)速度來(lai)控制焊(han)錫珠的(de)産生。
   外(wai)界因素(su)的影響(xiang)。一般焊(han)膏印刷(shua)時的最(zuì)佳溫度(du)爲250C+30C，濕度(dù)爲相對(duì)濕度60％，溫(wēn)度過高(gāo)，使焊膏(gao)的黏度(dù)降低，容(rong)易産生(shēng)“塌落”，濕(shī)度過模(mó)高，焊膏(gāo)容易吸(xī)收水分(fèn)，容易發(fa)生飛濺(jian)，這都是(shi)引起🈲焊(hàn)錫珠👉的(de)原因。另(lìng)外，印制(zhi)闆❄️暴露(lù)在空🌏氣(qi)中較長(zhǎng)的時間(jian)會吸收(shōu)水分，并(bing)發生焊(hàn)💃🏻盤氧化(hua)，可焊性(xing)變差，可(kě)以🔴在1200C—1500C的(de)幹燥箱(xiāng)中烘烤(kǎo)12—14h,去除水(shuǐ)汽。
  綜上(shang)可見，焊(hàn)錫珠的(de)産生是(shi)一個極(jí)複雜的(de)過程，我(wǒ)們在調(diào)🚶‍♀️整參數(shu)時應綜(zong)合考慮(lü)，在生産(chǎn)中摸索(suǒ)經驗，達(dá)到對焊(han)錫珠的(de)最佳控(kong)制。

 

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