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SMT回流焊接产生锡球及立碑的解决方法

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SMT回流焊接产生锡球及立碑的解决方法

发布日期:2023-01-12 作者:新扬铃 点击:

一、SMT回流焊接产生锡球的解决方法

1)回流焊中锡球形成的原理: 回流焊接中出的锡球,常常藏于矩形片式元件两端之间的侧面或细距引脚之间。在元件贴装过程中,焊膏被置于片式元件的引脚与焊盘之间,随着印制板穿过回流焊炉,焊膏熔化变成液体,如果与焊盘和器件引脚等润湿不良,液态焊锡会因收缩而使焊缝填充不充分,所有焊料颗粒不能聚合成一个焊点。部分液态焊锡会从焊缝流出,形成锡球。因此,焊锡与焊盘和器件引脚润湿性差是导致锡球形成的根本原因。 


2)以下主要分析与相关工艺有关的原因及解决措施: 

1 ,回流温度曲线设置不当。焊膏的回流是温度与时间的函数,如果未到达足够的温度或时间,焊膏就不会回流。预热区温度上升速度过快,达到平顶温度的时间过短,使焊膏内部的水分、溶剂未完全挥发出来,到达回流焊温区时,引起水分、溶剂沸腾,溅出焊锡球。实践证明,将预热区温度的上升速度控制在1~4°C/s是较理想的。

2 ,如果总在同一位置上出现焊球,就有必要检查金属板设计结构。模板开口尺寸腐蚀精度达不到要求,对于焊盘大小偏大,以及表面材质较软(如铜模板),造成漏印焊膏的外形轮廓不清晰,互相桥连,这种情况多出现在对细间距器件的焊盘漏印时,回流焊后必然造成引脚间大量锡珠的产生。因此,应针对焊盘图形的不同形状和中心距,选择适宜的模板材料及模板制作工艺来保证焊膏印刷质量。 

3,如果在贴片至回流焊的时间过长,则因焊膏中焊料粒子的氧化,焊剂变质、活性降低,会导致焊膏不回流,焊球则会产生。选用工作寿命长一些的焊膏(至少4小时),则会减少这种影响。

4,另外,焊膏印错的印制板清洗不充分,使焊膏残留于印制板表面及通孔中。回流焊之前,被贴放的元器件重新对准、贴放,使漏印焊膏变形。这些也是造成焊球的原因。因此应加强操作者和工艺人员在生产过程的责任心,严格遵照工艺要求和操作规程行生产,加强工艺过程的质量控制。


二、SMT回流焊接产生立碑的解决方法 

1)回流焊中立片形成的原理: 矩形片式元件的一端焊接在焊盘上,而另一端则翘立,这种现象就称为曼哈顿现象。引起该种现象主要原因是元件两端受热不均匀,焊膏熔化有先后所致。


2)如何造成元件两端热不均匀: 

1,有缺陷的元件排列方向设计。 我们设想在再流焊炉中有一条横跨炉子宽度的再流焊限线,一旦焊膏通过它就会立即熔化。片式矩形元件的一个端头先通过再流焊限线,焊膏先熔化,完全浸润元件的金属表面,具有液态表面张力;而另一端未达到183°C液相温度,焊膏未熔化,焊剂的粘接力,该力远小于再流焊焊膏的表面张力,因而,使未熔化端的元件端头向上直立。因此,保持元件两端同时进入再流焊限线,使两端焊盘上 的焊膏同时熔化,形成均衡的液态表面张力,保持元件位置不变。 


2,在进行汽相焊接时印制电路组件预热不充分。 汽相焊是利用惰性液体蒸汽冷凝在元件引脚和PCB焊盘上时,释放出热量而熔化焊膏。汽相焊分平衡区和饱和蒸汽区,在饱和蒸汽区焊接温度高达217°C,在生产过程中我们发现,如果被焊组件预热不充分,经受一百多度的温差变化,汽相焊的汽化力容易将小于1206封装尺寸的片式元件浮起,从而产生立片现象。我们通过将被焊组件在高低箱内以145°C-150°C的温度预热1-2分钟,然后在汽相焊的平衡区内再预热1分钟左右,Z后缓慢进入饱和蒸汽区焊接消除了立片现象。


3,焊盘设计质量的影响。 若片式元件的一对焊盘大小不同或不对称,也会引起漏印的焊膏量不一致,小焊盘对温度响应快,其上的焊膏易熔化,大焊盘则相反,所以,当小焊盘上的焊膏熔化后,在焊膏表面张力作用下,将元件拉直竖起。焊盘的宽度或间隙过大,也都可能出现立片现象。严格按标准规范进行焊盘设计是解决该缺陷的先决条件。

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