波峰焊錫珠形成的原因及改善措施的介紹

波峰焊接后線路板上粘附的直徑大于0.13mm或是距離導(dǎo)線0.13mm以內(nèi)的球形狀焊料顆粒都統(tǒng)稱為錫珠球。錫珠球違反了小電氣間隙原理，會(huì)影響到組裝板的電氣可靠性，IPC規(guī)定600mm2范圍內(nèi)不能出超超過5個(gè)錫珠。

如圖：波峰焊生產(chǎn)后錫珠的直徑存在一定的差異性，較小錫珠的直徑在50um左右，而較大的錫珠直徑可達(dá)到185um(超過標(biāo)準(zhǔn)要求0.13mm)，如果不在波峰焊后對錫珠進(jìn)行人工清理，錫珠的數(shù)量難以直接符合IPC-A-610C的接收標(biāo)準(zhǔn)要求。波峰焊后錫珠的殘留降低了焊接機(jī)的質(zhì)量，增加了檢驗(yàn)和返修的人工費(fèi)用。如果出廠的PCBA還存在著沒有被檢查出來的錫珠，有可能會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)行，而引起嚴(yán)重后果。

因此，需要對波峰焊后錫珠的形成機(jī)理進(jìn)行分析研究，對錫珠形成的主要影響因素進(jìn)行分析，進(jìn)行相應(yīng)工藝改善，找到消除波峰焊后錫珠，提高質(zhì)量可靠性的有效方法。下面由小晉給大家介紹波峰焊后錫珠的形成原因及改善措施。

波峰焊主要為如下4點(diǎn)過程：

1、噴涂系統(tǒng)：PCB插好針腳后入板進(jìn)入助焊劑噴涂段，助焊劑通過噴霧的方式沉積在波峰焊接機(jī)區(qū)域。

2、冷卻系統(tǒng)：焊接后PCB經(jīng)歷一小段環(huán)境溫度冷卻，焊料與插件針腳完成最終的焊接。

3、焊接系統(tǒng)：PCBA通過軌道斜角與向上涌的焊料接觸，PCBA的PTH孔被焊料潤溫完成焊接。

4、預(yù)熱系統(tǒng)：通過分段加熱的方式，蒸發(fā)助焊劑，提前板面達(dá)到焊接溫度。

錫珠的殘留機(jī)理詳解

錫珠的殘留是由于陰焊油墨與錫珠間發(fā)生結(jié)合，所以錫珠殘留機(jī)理詳解：

1、對錫珠的結(jié)合界面觀察分析。使用掃描電鏡觀察錫珠微觀形貌，使用X射線能譜儀對錫珠表面進(jìn)行EDS元素分析，結(jié)果如圖1所示。

如圖1可知，測試板經(jīng)波峰焊后，在掃描電鏡的背散射成像模式下(樣品成分信息觀察)，錫珠表面與阻焊表面均存在一層黑色異物，經(jīng)元素分析未發(fā)現(xiàn)主要特征元素為C、AI、CI、Cu、Sn、C(碳)含量(75.02%)、O(氧)含量(21.12%)明顯偏高，黑色異物可能為波峰焊后錫珠表面殘留的助焊劑。

使用異丙醇對樣品進(jìn)行清潔后，再次觀察錫珠表面形貌，結(jié)果如圖2表示。

如圖2，經(jīng)異丙醇清洗后，錫珠表面焊料的形貌清晰，主要元素為O、Cu、Sn，說明波峰焊后的錫珠表面存在助劑包裹。使用粘附膠帶，將錫珠拔除，使用掃描電鏡觀察錫珠底部及油墨面的形貌特征，如圖3所示。

錫珠拔除后，從表面形貌及EDS元素分析結(jié)果可判斷錫珠底部中心焊料，油墨面與焊料形貌對應(yīng)的凹坑中心為阻焊油墨形貌，四周存在殘留助焊劑，說明錫珠的產(chǎn)生原因焊料與PCB的阻焊油墨發(fā)生不良結(jié)合。

波峰焊接后錫珠殘留的改善措施

錫珠的殘留嚴(yán)重影響產(chǎn)品整機(jī)的可靠性，通過對錫珠的殘留形態(tài)、波峰焊過程設(shè)備及殘留機(jī)理分析，及實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得到改善如下

(1)錫珠的殘留狀態(tài)：錫珠與油墨表面直接發(fā)生接觸，冷卻后被助焊劑包裹;

(2)錫珠產(chǎn)生的可能改善方式有：①PTH孔內(nèi)焊料受水氣等影響濺至油墨表面;②焊料回彈模型至油墨表面，小錫珠受重力較小被油墨粘附;③孔口焊料沿油墨表面流動(dòng)，而被油墨粘附。

(3)通過阻焊油墨及助焊劑的實(shí)驗(yàn)表明，油墨的性質(zhì)對錫珠的影響大，拒焊性能強(qiáng)的油墨產(chǎn)生錫珠的幾率更小;清洗型助焊劑松香比重高，相較免清洗助焊劑，在脫離焊料時(shí)助焊劑仍然能夠改變油墨的表面張力，防止油墨與焊料的粘附，降低錫珠的產(chǎn)生幾率。

以上是今天波峰焊后錫珠殘留的形成原因及改善措施分析為您介紹的相關(guān)信息。

fqj