SMT生产工艺中产生锡珠的原因分析及防控措施(1).pdf

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1、精密制造与自动化2014年第3期SMT生产工艺中产生锡珠的原因分析及防控措施1,2戴建华(1.江苏省无线传感系统应用工程技术开发中心江苏无锡214153；2.无锡商业职业技术学院江苏无锡214153)摘要对SMT生产工艺中容易产生的锡珠进行了系统的分析。通过材料、设备、工艺、环境的影响，对操作人员的技术水平、工作习惯进行分析；提出了在SMT生产工艺过程中如何防止“锡珠”产生的防控措施，并通过工厂的生产实践有效地控制了锡珠的产生，为SMT工艺工程师在生产过程中如何改善锡珠方面提供了参考。关键词锡珠焊膏再流焊温度曲线随着电子产品迅速朝小型化、便携式、网络化锡珠”，所用

2、线路板在焊接后必须被清洗或将锡珠手和多媒体化方向发展，这种市场需求对电路组装技工去除。术提出了更高的要求，其中主要包括高密度化、高速化、高性能、高可靠性、低功耗、小尺寸和多引脚等。SMT(SurfaceMountedTechnology)技术作为电子行业最流行和应用最广的工艺技术，因其具备组装密度高、电子产品体积小、可靠性高和易于实现自动化等特点，已成为电子组装行业里最重要的一种工艺和技术。但在实际规模生产过程中，还图1常见的锡珠形态及其尺寸标识照片是有各种各样的问题发生，锡珠是最主要的缺陷。另外，越来越多的电子焊接采用焊后“免清洗”工1.2“锡珠”产生的原因艺，

3、但是如果焊后板面有“锡珠”出现，则不可能焊锡珠的存在不仅影响了电子产品的外观，也达到“免清洗”的要求，因此“锡珠”的预防与控对产品的质量埋下了隐患。现代化电子线路印制制在实施“免清洗”过程中就显得格外重要。“锡板元件密度高、间距小，在使用时锡珠可能会脱珠”的出现不仅影响板级产品外观，更为严重的是落。有的用户在使用端有二次回流的需要，锡珠由于印制板上元件密集，在使用过程中有可能造成造成元器件或电路连接短路，影响电子产品的质短路等状况，从而影响产品的可靠性。量。因此，很有必要弄清锡珠产生的原因，并进行有效地控制及改进。在“SMT表面贴装”焊接1“锡珠”产生主要因素分析

4、工艺中，锡珠是在回流炉中产生，但回流焊的“温1.1关于的“锡珠”形态及标准度、时间、锡膏的质量、印刷厚度、钢网(模板)的根据电子产品生产现场质量检验标准及无铅的制作、装贴压力”等因素都有可能造成“锡珠”的验收标准(IPC-A-610C标准)中规定“每平方英寸少产生。锡珠其实就是由于锡膏受热太快，锡膏中的于5个”。最小绝缘间隙0.13mm，直径小于0.13mm水分爆裂而使得焊锡飞溅，从而在电路板上产生多的锡珠被认为是合格的，常见的锡珠形态及其尺寸余的锡珠。所以原因主要从物料角度、设备角度和照片如图1所示。而直径大于或等于0.13mm的锡工艺操作角度三个方面来分析。珠

5、是不合格的，制造商必须采取纠正措施，避免这1)物料角度——锡膏种现象的发生。在最新版IPCA-610D标准中没有对锡膏是一种均质混合物，由合金焊料粉、糊状无铅焊接中锡珠现象做更清楚的规定，另外焊剂和一些添加剂混合而成的具有一定黏性和良好MIL-STD-2000标准中规定“不允许有锡珠”，在有触变性的膏状体。当被加热到一定温度时(通常关汽车和军用产品的标准中则是“不允许出现任何183℃)，随着溶剂和部分添加剂的挥发及合金粉的51精密制造与自动化2014年第3期熔化，使被焊元器件和焊盘连在一起，冷却形成永(3)锡膏中金属粉末的粒度。锡膏中的金属粉末久连接的焊点。合金焊

6、料粉是锡膏的主要成分，约是极细小的近圆型球体，常用的焊粉球径约在25～占锡膏重量的85％～90％。常用的锡膏分以下几45μm之间，较细的粉末中氧化物含量较低，因而种：锡铅(Sn–Pb)、锡铅银/铜(Sn–Pb–Ag/Cu)和会使“锡珠”现象得到缓解。锡(铅)铋(Sn–Pb–Bi)。目前锡铋为低温锡膏，比(4)锡膏抗热坍塌效果。在回流焊预热段，如果较容易出现“锡珠”，锡膏产生的原因主要是由锡膏锡膏抗热坍塌效果不好，在焊接温度前(焊料开始熔的配方及成分所引起。融前)已印刷成型的锡膏开始坍塌，并有些锡膏流到(1)锡膏中的金属含量。锡膏中金属含量的质量焊盘以外。当进入焊接

7、区时焊料开始熔融，由于内比约为89%～91%，体积比约为50%左右，如图2(a)应力的作用，锡膏收缩成焊点并开始浸润爬升至焊所示。通常金属含量越多，锡膏中的金属粉末排列接端头。有时因为焊剂缺失或其他原因导致锡膏应越紧密，锡粉的颗料之间就有更多机会结合而不易力不足，有一少部分焊盘外的锡膏没有收缩回来，在气化时被吹散，因此不易形成“锡珠”；如果金当其完全熔化后就形成了“锡珠”。属含量减少，则出现“锡珠”的机率增高。由此可见，锡膏的质量及选用也影响着锡珠产生。锡膏中金属及其氧化物的含量、金属粉末的粒PasteC(Sn63,-200/325)0.6度、锡膏抗热坍塌效果等都

8、在不同程度