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            SMT生產中錫珠的產生原因及控制方法

            來源:上海和華電子科技有限公司發布時間:2017-05-31點擊量:載入中...
            隨著科技的進步,電子信息產品也在不斷的向輕、薄、省電、小型化、平面化發展,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。和華電子為您解憂:
            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
            1. 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。
            2. 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。
            3. 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0.5 ~1.2 KPa·s之間,模板印刷時,錫膏黏度最佳約為0.8 KPa·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。想要了解更多的信息嗎?歡迎關注和華電子。
            上海和華電子科技有限公司

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