波峰焊接基础技术理论之六

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1、波峰焊接基础技术理论之六软钎接中锡珠的产生与预防内容1.软钎接中溅锡珠缺陷现象及其判断标准1.1软钎接中的溅锡珠缺陷现象1.2IPC-610C对溅锡珠缺陷的可接收条件2.锡珠形成的原因2.1波峰焊接中溅锡珠的形成原因2.2再流焊接中溅锡珠的形成原因3.软钎接中溅锡珠的预防方法3.1波峰焊接中的预防方法3.2再流焊接中的预防方法1.软钎接中锡珠缺陷现象及其判断标准1.1软钎接中锡珠缺陷现象软钎接后，在PCB上不是设计所需的位置所找到的钎料包括钎料尘(solderfine)、锡球(solderball)和锡珠(solderbead)等，统称为溅钎料现象。锡尘是细小的，尺寸接近原始焊膏粉末。对于-

2、325~+500的网目尺寸，粉末直径是25-45微米。锡尘是由颗粒的聚结而形成的，所以大于原始的粉末尺寸。溅钎料只是表面污染的一种，其它类型的污深包括水渍污染和助焊剂飞溅等，但它们的影响较小。钎料飞溅是一种可能造成短路的缺陷。⑴波峰焊接的溅锡珠现象波峰焊接过程中，焊后在PCB板面上会存在少量的、细小的锡珠。它们通常都出现在插装焊点的周围，特别是在诸如96芯、64芯焊点的周围以及厚膜电路相邻焊点之间，如图1所示。⑵再流焊中的溅锡珠现象焊膏是由各种金属合金组成，再流焊接中锡珠通常是在焊膏塌落(slump)或在处理期间压出焊盘时发生的，如图2所示。在再流期间，焊膏从主要的沉淀中孤立出来，与来自其它

3、焊盘的多余焊膏集结，或者从元件体的侧面冒出形成大的锡珠，或者留在元件的下面，如图3所示。1.2IPC-610C对锡珠缺陷的可接收条件不合格--1，2，3级要求●锡珠/飞溅的出现破坏了设定规定的最小电气间隙；这些锡珠没有被涂敷层夹陷(指产品在正常的使用环境下，锡珠不会发生移动)，也没有附着在金属触点上。不合格(迹象)--1，2，3级要求●锡珠/飞溅分布在焊盘或印制线条周围0.13mm范围内或者锡珠直径大于0.13mm，如图4(a)所示。IPC-A-610C将0.13mm(0.00512")直径的钎料或每600mm2(0.9in2)面积上少于五颗分为第一类可接受的，并作为第二与第三类的工艺标记。

4、IPC-A-610C允许“夹陷的”不干扰最小电气间隙的锡球。可是，即使是“夹陷”的锡球都可能在运输、处理或经受振动后变成可移动的。锡珠在PCA组件的再流焊接和波峰焊接等工艺应用中都遇到。因此，查明其形成原因及相关的影响因素，就可以改善PCA软钎接的合格率、提高产品质量、提高长期工作的可靠性和降低返工与修理成本。2锡珠形成的原因2.1波峰焊接中溅锡珠的形成原因⑴“小爆炸”理论波峰焊接中在PCB的焊接面及元件面上均可能产生锡珠飞溅现象。普遍认为在PCB进入波峰之前有水汽滞留在PCB上的话，一旦与波峰钎料接触，在剧烈升温的过程中，就会在极短的时间内迅速汽化变成蒸汽，发生爆发性的排气过程。正是这种剧

5、烈的排气可能引发正处在熔融状态中的焊接点内部的小爆炸，从而促使钎料颗粒在脱离波峰时飞溅在PCB上形成锡珠。在波峰焊接前PCB水汽的来源，杭州东方通信公司对此进行过专题研究和试验，归纳的结论如下：①制造环境和PCB存放时间制造环境对电子装联的焊接质量有着很大的影响。制造环境的湿度较重，或PCB包装开封较长时间后再进行贴片和波峰焊生产，或者PCB贴片、插装后放置一段时间后再进行波峰焊，这些因素都很有可能使PCB在波峰焊接过程中产生锡珠。如果制造环境的湿度太大，在产品制造过程中空气浮动着水汽很容易会在PCB表面凝结，使PCB通孔中凝结有水珠，在过波峰焊时，通孔中的水珠经过预热温区后可能还没有完全挥

6、发完，这些没有挥发完的水珠接触到波峰的焊锡时，经受了高温，就会在短时间内汽化变成蒸汽，而此时正是形成焊点的时候，水汽就会在焊料内产生空隙，或挤出焊料产生锡球。严重的话就会形成一个爆点，并在它的周围分布有被吹开的细小的锡珠。假如PCB在包装开封较长时间后再进行贴片和波峰焊，通孔中也会凝结有水珠；PCB完成贴片后或插装完成后放置了一段时间，也会凝结水珠。同样的原因，这些水珠都有可能在波峰焊过程中导致锡珠产生。因而，作为从事电子装联的企业，对制造环境的要求和对产品制造过程中的时间安排显得特别地重要。贴片完成后的PCB应在24小时内完成插装并进行波峰焊，假如天气晴朗干燥，可以在48小时内完成。②PC

7、B阻焊材料和制作质量在PCB制造过程中所使用的阻焊膜也是波峰焊产生锡球的原因之一。因为阻焊膜与助焊剂有一定的亲合性，阻焊膜加工不良常常会引起锡珠粘附，产生焊锡球。PCB的制造质量不好也会在波峰焊时产生锡球。如果PCB通孔的孔壁镀层较薄或者镀层中有空隙，PCB通孔附着的水分受热变成蒸汽，水汽就会通过孔壁排出，遇到焊料就会产生锡球。因而在通孔内有造当的镀层厚度是很关键的，孔壁上的镀层厚度最小应为25μm。PCB通