SMC（表面貼裝元件）由于其體積小、成本低和可靠性高的優(yōu)點，在電子制造行業(yè)中越來越受歡迎。到目前為止，SMCs主要依靠回流焊接將其固定在PCB（印刷電路板）上，回流焊接的性能直接接近最終產(chǎn)品的性能。作為SMT(SurfaceMountTechnology)組裝過程中常見的缺陷，焊球的產(chǎn)生原因很多，控制難度大，成為SMT組裝過程中的一個主要問題。

    一般來說，焊球的直徑在0.2mm到0.4mm之間，通常主要出現(xiàn)在芯片組件的側(cè)面。有時，可以在IC和連接器的引腳周圍找到焊球。一方面，焊球影響電子產(chǎn)品的外觀。另一方面，錫球可能會脫落，導(dǎo)致SMD（SurfaceMountDevices）短路，大幅降低電子產(chǎn)品的可靠性，這對于高密度、細引腳的組裝PCB來說尤其麻煩。

    時至今日，PCBA潤澤五洲經(jīng)過十多年的努力和專注，已成為專業(yè)的PCB解決方案供應(yīng)商，包括PCB制造、元器件采購和SMT組裝。我們倉庫的工藝工程師一直在不斷研究在SMT組裝過程中擊敗錫球的必要措施，并根據(jù)他們對錫球原因的深入分析總結(jié)出一些得心應(yīng)手的措施。

    焊球生成邏輯

    雖然回流焊后焊球最終會暴露出來，但整個組裝過程中的每個環(huán)節(jié)都對它們的最終成型有所“貢獻”。首先，由于塌陷或擠壓，一些焊膏可能會留在焊盤外部。然后，殘留的焊膏通常會聚集在焊盤周圍，特別是在芯片組件的兩側(cè)。最后，殘留的錫膏會在回流焊爐中熔化，隨著溫度的降低變成錫球。如果擠出過多的錫膏，就會產(chǎn)生更多的錫球。

    錫球的可能原因

    很明顯，在SMT組裝過程中，由于很多原因會產(chǎn)生錫球。原因一般可以分為兩類：物質(zhì)原因和技術(shù)原因。

    重大原因

    →焊膏

    一種。觸變系數(shù)低；

    灣冷塌陷或輕微熱塌陷；

    C。助焊劑過多或活性溫度低；

    d.錫粉氧化或金屬顆粒不均；

    e.吸濕；

    →印刷電路板

    一種。PCB焊盤間距??；

    灣可焊性低的焊盤或元件；

    →模板

    一種。帶有毛刺的開口墻；

    →刮刀

    一種。重量太低；

    灣變形的刮刀。

    技術(shù)原因

    一種。量太大；

    灣鋼網(wǎng)和PCB之間有殘留焊膏；

    C。能量不平衡或焊接溫度設(shè)置不當；

    d.貼裝壓力過高；

    e.PCB和鋼網(wǎng)之間的空間太大；

    F。小角度刮刀；

    G。具有小開口的模板；

    H。焊膏使用不當；

    一世。其他原因包括人員、設(shè)備和環(huán)境。

    SMT組裝過程中避免焊球的措施

    措施#1：選擇符合SMT要求的焊膏。

    焊膏的選擇直接影響焊接質(zhì)量。當焊膏在焊盤上具有不適當?shù)慕饘俸?、氧化、IMC顆粒和厚度時，往往會制造焊球。在確定錫膏之前，需要先試用以確認是否可以應(yīng)用于批量SMT組裝。符合SMT要求的焊膏具有以下特性：

    1.金屬含量高

    通常焊膏的金屬含量為88%至92%。隨著焊膏中金屬含量的增加，焊膏的粘度也隨之升高，這能夠有效地克服汽化產(chǎn)生的應(yīng)力。此外，較高的金屬含量使金屬粉末更致密，從而使金屬粉末易于結(jié)合而不是分開。此外，較高的金屬含量能夠防止焊膏因難以形成的焊球而塌陷。

    2.灣錫膏的受控氧化

    就焊膏而言，較高的金屬氧化物含量總是會導(dǎo)致金屬粉末之間的結(jié)合電阻較高。此后，焊膏、焊盤和SMD之間的潤濕性不足，降低了它們的可焊性。已經(jīng)總結(jié)出焊球的出現(xiàn)與金屬氧化物成正比。因此，焊膏中的氧化物應(yīng)嚴格控制在0.05%以下，以防止產(chǎn)生錫球。

    3.較大的金屬顆粒尺寸

    金屬顆粒越小，焊膏的整體表面積越大，導(dǎo)致更高的氧化，增加了焊球生成的機會。

    d.減少焊盤上的焊膏厚度

    焊盤上錫膏的正常厚度在0.1mm到0.2mm之間。當焊盤上的錫膏太厚時，通常會導(dǎo)致塌陷，形成錫球。

    e.受控助焊劑含量和活性

    助焊劑含量過高容易導(dǎo)致焊膏部分塌陷，形成焊球。如果助焊劑的活性較低，則脫氧效果不佳，會產(chǎn)生錫球。

    F。適當?shù)膬Υ婧蛻?yīng)用

    一般而言，焊膏應(yīng)在0至10℃的溫度范圍內(nèi)儲存。焊膏在使用前應(yīng)進行預(yù)熱處理，除非溫度完全升至室溫，否則不得使用。應(yīng)按照規(guī)定的說明進行攪拌。從瓶中取出足夠的焊膏后，應(yīng)立即收回蓋子。通過印刷的電路板必須在兩個小時內(nèi)進行回流焊接。

    措施#2：應(yīng)正確設(shè)計模板開口。

    模板厚度應(yīng)適當設(shè)計，開口率必須嚴格控制。模板厚度由PCB上間距最細的SMD決定。應(yīng)選擇相對較薄的模板，避免使用較厚的模板。

    當模板開孔的比例和開孔形狀不合適時，可能會引起一些缺陷，從而導(dǎo)致錫球的產(chǎn)生。當開孔比例不合適時，焊膏往往會印刷到阻焊層上，從而在回流焊接過程中形成錫球。

    措施#3：應(yīng)提高模板清潔質(zhì)量。

    鋼網(wǎng)清洗質(zhì)量的提高有利于印刷質(zhì)量的提高。在錫膏印刷過程中，應(yīng)仔細清潔鋼網(wǎng)表面，及時清除殘留的錫膏，以防止回流焊過程中形成錫球。但是，如果模板清潔不當，留在模板開口底部的焊膏會堆積在開口周圍，從而容易產(chǎn)生錫球。

    措施#4：應(yīng)減少安裝應(yīng)力。

    實際上，安裝應(yīng)力也是導(dǎo)致錫球的主要原因，但很少引起人們的注意。安裝應(yīng)力由一些因素決定，例如PCB厚度、元件高度和貼片機噴嘴壓力設(shè)置。如果貼裝應(yīng)力過高，焊膏會被擠壓到焊盤外面，被擠壓的焊膏在回流焊后會變成錫球。為了解決這個問題，可以將安裝應(yīng)力降低到可以將元件放置在印刷在焊盤上的焊膏上并可以適當壓下的程度。不同的元件需要不同程度的安裝應(yīng)力，應(yīng)合理設(shè)置。

    措施#5：應(yīng)提高元件和焊盤的可焊性。

    元件和焊盤的可焊性直接影響焊球的產(chǎn)生。如果元件和焊盤都受到嚴重氧化，由于氧化物過多會消耗一些助焊劑，從而也會因焊接不完全和潤濕性而產(chǎn)生錫球。因此，必須保證元件和PCB的來料質(zhì)量。

    措施#6：應(yīng)優(yōu)化焊接溫度曲線。

    焊球是在回流焊接過程中真正制造的，其過程包含四個階段：預(yù)熱、升溫、回流焊接和冷卻。預(yù)熱和升溫的目的是減少對PCB和元器件的熱攻擊，保證熔化的焊膏可以部分揮發(fā)，防止溫度上升過快引起塌陷或飛濺，這是形成錫球的主要原因。

    要想在回流焊爐中獲得優(yōu)化的溫度曲線，解決的辦法是控制回流焊的溫度，防止預(yù)熱階段溫度上升過快。溫升速度控制在2℃/s以下，錫膏、元器件、焊盤溫度上升到120℃～150℃。因此，可以減少回流焊接階段元件的熱侵蝕。

    措施#7：其他元素應(yīng)該得到很好的控制。

    通常，錫膏印刷的最佳溫度范圍為18至28℃，RH（相對濕度）為40%至70%。如果溫度太高，錫膏的粘度會變低；如果RH太高，焊膏會吸收更多的水。這兩種情況的結(jié)果都在于焊球的產(chǎn)生。因此，應(yīng)控制好車間的溫度和相對濕度。

    焊球缺陷的產(chǎn)生是一個如此復(fù)雜的過程，其產(chǎn)生的原因很多。因此，必須考慮綜合因素來阻止焊球被激起。綜上所述，模板設(shè)計要準確，開孔參數(shù)要符合SMT要求；焊膏必須按照嚴格的規(guī)定儲存和使用；安裝壓力應(yīng)控制在適當?shù)姆秶鷥?nèi)；應(yīng)優(yōu)化回流焊接溫度曲線。

    根據(jù)PCB潤澤五洲10多年的SMT組裝經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)60%~80%的錫球是由于貼裝壓力不當造成的。因此，必須特別注意貼片機上的貼裝壓力設(shè)置，以免焊膏被擠壓到焊盤外，從而增加焊膏產(chǎn)生的機會。