smt貼片加工中為什么會(huì)產(chǎn)生錫珠,如何解決
錫珠的出現(xiàn)可能源于材料或設(shè)備缺 陷,如焊膏黏度不足或金屬含量偏高時(shí),易在高溫下產(chǎn)生飛濺;貼片機(jī)吸嘴磨損或貼裝壓力過(guò)大,可能導(dǎo)致元件偏移并擠壓焊膏形成錫珠,此外老化的鋼網(wǎng)或印刷機(jī)刮刀變形也會(huì)造成焊膏沉積不均。針對(duì)此類(lèi)問(wèn)題,需選用適配的焊膏型號(hào),定期維護(hù)設(shè)備,并調(diào)整貼裝壓力至合理范圍,同時(shí)加強(qiáng)印刷前的鋼網(wǎng)清潔,避免殘留物影響成型。今天我們就深入探討一下smt貼片加工中為什么會(huì)產(chǎn)生錫珠,如何解決。
smt貼片加工中為什么會(huì)產(chǎn)生錫珠,如何解決生產(chǎn)圖
一、直徑0.3毫米的微小錫珠,足以癱瘓整臺(tái)高偳電子設(shè)備
在深圳一家知名電子企業(yè)的SMT貼片加工車(chē)間,技術(shù)主管李明醉近面臨一個(gè)棘手難題:公司生產(chǎn)的一批高偳路由器產(chǎn)品在客戶(hù)端頻頻出現(xiàn)短路故障。經(jīng)過(guò)仔細(xì)排查,問(wèn)題根源竟是一些肉眼幾乎難以察覺(jué)的微小錫珠——這些在回流焊過(guò)程中形成的微小金屬球,掉落在電路板上的敏感區(qū)域,造成電路短路。
更嚴(yán)重的是其中一批產(chǎn)品在使用過(guò)程中由于錫珠導(dǎo)致的短路,甚至引發(fā)設(shè)備冒煙,客戶(hù)要求全部退貨并賠償損失。公司不僅面臨數(shù)百萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)損失,多年積累的品牌信譽(yù)也受到重創(chuàng)。
二、SMT貼片加工中錫珠問(wèn)題的解決辦法
面對(duì)SMT貼片加工中的錫珠問(wèn)題,需要一套系統(tǒng)性的解決方案,覆蓋從材料選擇到工藝優(yōu)化的各個(gè)環(huán)節(jié),我們可以采取以下相應(yīng)的解決辦法。
① 錫膏方面的解決措施
1. 選擇憂(yōu)質(zhì)錫膏:在采購(gòu)錫膏時(shí),應(yīng)選擇質(zhì)量可靠、信譽(yù)良好的供應(yīng)商,確保錫膏的金屬含量、金屬粉末氧化度、粒徑大小以及助焊劑等各項(xiàng)指標(biāo)符合要求,同時(shí)要注意查看錫膏的保質(zhì)期和存儲(chǔ)條件,避免使用過(guò)期或存儲(chǔ)不當(dāng)?shù)腻a膏。
2. 嚴(yán)格控制錫膏使用過(guò)程:按照錫膏的存儲(chǔ)要求,將其保存在合適的溫度環(huán)境中,并嚴(yán)格執(zhí)行“先進(jìn)先出”原則。在使用前,確保錫膏回溫時(shí)間充足,攪拌均勻。在添加錫膏時(shí),要避免添加過(guò)量的稀釋劑,防止錫膏性能發(fā)生變化。對(duì)于從冰箱中取出的錫膏,應(yīng)在室溫下放置足夠長(zhǎng)的時(shí)間,使其溫度與環(huán)境溫度平衡,減少因溫度差異導(dǎo)致的水汽凝結(jié)。
3. 優(yōu)化錫膏配方:如果條件允許,可以與錫膏供應(yīng)商合作,根據(jù)具體的SMT貼片加工工藝要求,對(duì)錫膏的配方進(jìn)行優(yōu)化,如調(diào)整金屬含量和助焊劑的比例,選擇合適粒徑的金屬粉末,以提高錫膏的焊 接性能,減少錫珠的產(chǎn)生。
4. 錫膏管控
選擇高品質(zhì)錫膏是控制錫珠的第壹步。理想的錫膏金屬含量應(yīng)在88%~92%之間,這樣的比例能使金屬粉末排列緊密,熔化時(shí)更易結(jié)合而不被吹散。儲(chǔ)存和使用條件同樣重要:錫膏應(yīng)以密封形式保存在2℃~10℃的恒溫冰箱中,使用前取出回溫至少4小時(shí),開(kāi)蓋前確保達(dá)到室溫。
遵循“先進(jìn)先出”原則,避免使用過(guò)期錫膏。開(kāi)蓋后應(yīng)在當(dāng)天用完,超過(guò)30分鐘未使用需重新攪拌,長(zhǎng)時(shí)間未用(超過(guò)1小時(shí))應(yīng)密封冷藏。印刷結(jié)束后剩余的錫膏要單獨(dú)存放,不得混入新錫膏中。
② 鋼網(wǎng)方面的解決措施
1. 合理設(shè)計(jì)鋼網(wǎng)開(kāi)孔:根據(jù)PCB板上焊盤(pán)的尺寸和形狀,結(jié)合元件的類(lèi)型和封裝形式,合理設(shè)計(jì)鋼網(wǎng)開(kāi)孔。對(duì)于Chip件等容易產(chǎn)生錫珠的元件,開(kāi)孔應(yīng)進(jìn)行防錫珠處理,確保模板開(kāi)口尺寸小于焊盤(pán)接觸面積的10%,同時(shí)要注意無(wú)鉛模板開(kāi)口設(shè)計(jì)與有鉛的區(qū)別,根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整開(kāi)口大小,以保證錫膏能夠準(zhǔn)確地印刷到焊盤(pán)上,且不會(huì)印刷到阻焊層上。
2. 選擇合適的鋼網(wǎng)厚度:綜合考慮焊盤(pán)尺寸、元件引腳間距、錫膏特性以及焊 接工藝要求等因素,選擇合適厚度的鋼網(wǎng),一般對(duì)于普通的SMT貼片加工,鋼網(wǎng)厚度在0.12mm - 0.17mm之間較為合適。如果遇到特殊的工藝需求,如焊 接精細(xì)間距元件或多層板等,可以通過(guò)試驗(yàn)和模擬分析,確定醉佳的鋼網(wǎng)厚度。
3. 加強(qiáng)鋼網(wǎng)清潔與維護(hù):建立嚴(yán)格的鋼網(wǎng)清潔制度,在每次印刷結(jié)束后,及時(shí)對(duì)鋼網(wǎng)進(jìn)行清潔??梢圆捎脤?zhuān)用的鋼網(wǎng)清洗劑和清潔工具,惻底清除鋼網(wǎng)表面和開(kāi)孔內(nèi)殘留的錫膏,同時(shí)定期對(duì)鋼網(wǎng)進(jìn)行檢查,查看是否存在變形、磨損等情況,如有問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行修復(fù)或更換,以保證鋼網(wǎng)的印刷精度和質(zhì)量。
③ SMT貼片壓力方面的解決措施
1. 精確調(diào)整貼片壓力:在貼片機(jī)編程時(shí),根據(jù)元件的類(lèi)型、尺寸和厚度等參數(shù),精確設(shè)置貼片壓力??梢酝ㄟ^(guò)試驗(yàn)和實(shí)際生產(chǎn)中的反饋,不斷優(yōu)化貼片壓力值,確保元件能夠牢固地貼裝在焊盤(pán)上,同時(shí)又不會(huì)擠壓錫膏導(dǎo)致錫珠產(chǎn)生。對(duì)于不同類(lèi)型的元件,可以分別設(shè)置不同的貼片壓力,以滿(mǎn)足其各自的貼裝要求。
2. 定期校準(zhǔn)貼片機(jī):定期對(duì)貼片機(jī)進(jìn)行校準(zhǔn)和維護(hù),確保貼片機(jī)的Z軸運(yùn)動(dòng)精度和壓力控制精度符合要求。檢查貼片機(jī)的吸嘴、壓頭等部件是否存在磨損或損壞,如有問(wèn)題及時(shí)更換,同時(shí)對(duì)貼片機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)和優(yōu)化,提高其對(duì)貼片壓力的控制穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
④ 爐溫曲線(xiàn)方面的解決措施
1. 優(yōu)化回流焊爐溫曲線(xiàn):根據(jù)焊膏的特性、PCB板的材質(zhì)和厚度、元件的類(lèi)型和數(shù)量等因素,通過(guò)爐溫測(cè)試儀等設(shè)備,精確測(cè)量和調(diào)整回流焊爐溫曲線(xiàn)。在預(yù)熱階段,控制升溫速率在合適的范圍內(nèi),一般為1 - 3℃/秒,使焊膏中的水分和溶劑充分揮發(fā)。在保溫階段,確保溫度和時(shí)間設(shè)置合理,使助焊劑能夠充分活化,去除元件和焊盤(pán)表面的氧化物。在回流區(qū),根據(jù)焊膏的熔點(diǎn)和焊 接要求,準(zhǔn)確設(shè)置峰值溫度和保持時(shí)間,無(wú)鉛工藝通常將峰值溫度控制在235 - 250℃,保持30 - 60秒。在冷 卻階段,控制冷 卻速率穩(wěn)定在3 - 5℃/秒,避免焊點(diǎn)出現(xiàn)裂紋等缺 陷。
2. 實(shí)時(shí)監(jiān)控爐溫曲線(xiàn):在SMT貼片加工過(guò)程中,使用爐溫監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)回流焊爐溫曲線(xiàn)的變化情況。一旦發(fā)現(xiàn)爐溫曲線(xiàn)出現(xiàn)偏差,及時(shí)進(jìn)行調(diào)整和修正,同時(shí)對(duì)爐溫曲線(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和分析,以便對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的問(wèn)題進(jìn)行追溯和改進(jìn)。可以通過(guò)設(shè)置報(bào)警閾值,當(dāng)爐溫曲線(xiàn)超出正常范圍時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào),提醒操作人員進(jìn)行處理。
⑤ PCB板方面的解決措施
1. 優(yōu)化PCB設(shè)計(jì):在設(shè)計(jì)PCB時(shí),充分考慮元器件的布局和焊盤(pán)設(shè)計(jì)。合理安排元器件的位置,避免元器件本體過(guò)多壓在焊盤(pán)上,確保焊盤(pán)周?chē)凶銐虻目臻g用于錫膏印刷和焊 接。根據(jù)元器件的封裝形式和尺寸,精確設(shè)計(jì)焊盤(pán)的大小和形狀,保證元器件與焊盤(pán)之間的匹配度良好,同時(shí)注意PCB板的布線(xiàn)和層數(shù)設(shè)計(jì),避免因布線(xiàn)不合理或?qū)訑?shù)過(guò)多導(dǎo)致焊 接問(wèn)題。
2. 嚴(yán)格控制PCB質(zhì)量:在采購(gòu)PCB板時(shí),選擇質(zhì)量可靠的供應(yīng)商,對(duì)PCB來(lái)料進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)。檢查PCB的阻焊膜印刷質(zhì)量,確保阻焊膜厚度均勻、無(wú)針孔、無(wú)漏印等缺 陷。查看焊盤(pán)表面是否清潔,有無(wú)油污、水分或其他污物。對(duì)于阻焊膜印刷不俍或焊盤(pán)污染嚴(yán)重的PCB板,應(yīng)予以拒收或進(jìn)行返工處理。
3. 對(duì)PCB進(jìn)行預(yù)處理:對(duì)于受潮的PCB板,在投入SMT生產(chǎn)前,根據(jù)PCB的材質(zhì)和工藝要求,選擇合適的烘烤條件進(jìn)行烘烤處理,去除PCB中的水分。對(duì)于有機(jī)保焊膜(OSP)板,要注意避免烘烤,嚴(yán)格按照其存儲(chǔ)和使用要求進(jìn)行操作。在SMT貼片加工前,還可以對(duì)PCB板進(jìn)行清洗和干燥處理,進(jìn)一步提高PCB板的表面質(zhì)量,確保焊 接效果。
⑥ 生產(chǎn)環(huán)境方面的解決措施
1. 控制溫濕度:通過(guò)安裝空調(diào)、除濕機(jī)等設(shè)備,將生產(chǎn)車(chē)間的溫度控制在25℃±3℃,相對(duì)濕度控制在45% - 65%。定期對(duì)溫濕度設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)和維護(hù),確保其正常運(yùn)行,同時(shí)在車(chē)間內(nèi)設(shè)置溫濕度監(jiān)測(cè)點(diǎn),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫濕度變化情況,一旦溫濕度超出規(guī)定范圍,及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。
2. 減少氣流干擾:合理規(guī)劃生產(chǎn)車(chē)間的布局,避免風(fēng)口直接對(duì)著SMT生產(chǎn)線(xiàn)??梢酝ㄟ^(guò)安裝擋風(fēng)板、調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)出風(fēng)口方向等方式,減少氣流對(duì)錫膏和焊 接過(guò)程的影響。對(duì)于無(wú)法避免的氣流環(huán)境,可在SMT設(shè)備周?chē)O(shè)置防風(fēng)罩,為錫膏印刷和焊 接提供穩(wěn)定的微環(huán)境,防止助焊劑揮發(fā)不均勻而產(chǎn)生錫珠。
(七)生產(chǎn)制程管控方面的解決措施
1. 完善錫膏管理流程:除了遵循“先進(jìn)先出”原則和嚴(yán)格控制存儲(chǔ)、使用條件外,還應(yīng)建立詳細(xì)的錫膏使用記錄檔案。記錄每批次錫膏的入庫(kù)時(shí)間、存儲(chǔ)位置、使用時(shí)間、剩余量等信息,便于追溯和管理,同時(shí)對(duì)錫膏的使用情況進(jìn)行定期統(tǒng)計(jì)分析,總結(jié)不同批次錫膏在生產(chǎn)過(guò)程中的表現(xiàn),為后續(xù)采購(gòu)和使用提供參考依據(jù),確保錫膏始終處于醉佳使用狀態(tài),降低因錫膏問(wèn)題導(dǎo)致錫珠產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。
2. 優(yōu)化生產(chǎn)節(jié)拍:合理安排印刷與貼裝工序之間的時(shí)間間隔,根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)際性能和生產(chǎn)任務(wù)的緊急程度,制定科學(xué)的生產(chǎn)計(jì)劃,如在設(shè)備調(diào)試和生產(chǎn)準(zhǔn)備階段,就對(duì)印刷后至貼裝的時(shí)間進(jìn)行預(yù)估和控制,盡量保證在2小時(shí)以?xún)?nèi)完成。對(duì)于因特殊情況無(wú)法及時(shí)完成貼裝的PCB板,除了采用保鮮膜覆蓋等防護(hù)措施外,還可以將其放置在專(zhuān)門(mén)的溫濕度可控的暫存區(qū)域,減少助焊劑揮發(fā),確保錫膏的活性,避免因時(shí)間過(guò)長(zhǎng)產(chǎn)生錫珠。
3. 強(qiáng)化設(shè)備維護(hù)體系:建立全偭的SMT生產(chǎn)設(shè)備維護(hù)計(jì)劃,除了定期校準(zhǔn)和檢查貼片機(jī)、回流焊爐等關(guān)鍵設(shè)備外,還應(yīng)對(duì)設(shè)備的各個(gè)部件進(jìn)行精細(xì)化維護(hù),如對(duì)于貼片機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、絲桿、導(dǎo)軌等部件,定期進(jìn)行清潔、潤(rùn)滑和緊固,防止因機(jī)械故障導(dǎo)致貼片壓力不穩(wěn)定或元件貼裝偏差。對(duì)于回流焊爐的加熱系統(tǒng)、風(fēng)扇、鏈條等部件,及時(shí)更換老化或損壞的零件,確保爐溫均勻穩(wěn)定,避免因設(shè)備問(wèn)題引發(fā)錫珠,此外還應(yīng)加強(qiáng)設(shè)備操作人員的培訓(xùn),提高其對(duì)設(shè)備故障的識(shí)別和處理能力,保證設(shè)備始終處于高精度運(yùn)行狀態(tài)。
⑦ 工藝優(yōu)化
模板設(shè)計(jì)是控制錫珠的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。Chip件開(kāi)孔咇須做防錫珠處理,無(wú)論有鉛或無(wú)鉛工藝。開(kāi)口尺寸應(yīng)小于相應(yīng)焊盤(pán)接觸面積的10%,無(wú)鉛工藝的開(kāi)口應(yīng)比有鉛稍大,以完全覆蓋焊盤(pán)。以下是印刷參數(shù)需要精細(xì)調(diào)整:
1. 刮刀壓力:5-8kg/cm2 為宜
2. 印刷速度:10-50mm/s(根據(jù)元件密度調(diào)整)
3. 脫模速度:0.5-2mm/s(確保平穩(wěn)分離)
回流焊曲線(xiàn)優(yōu)化至關(guān)重要。預(yù)熱區(qū)應(yīng)采用緩慢升溫策略,以1-2℃/秒的速度升至120-150℃,使溶劑充分揮發(fā)。保溫區(qū)保持60-120秒,峰值溫度控制在230-250℃,液相線(xiàn)以上時(shí)間維持30-60秒。這樣分階段的溫度曲線(xiàn)能有效減少飛濺。
⑧ 制程管理
環(huán)境控制是基礎(chǔ)。SMT貼片加工車(chē)間應(yīng)維持恒溫恒濕環(huán)境,溫度控制在22-28℃,濕度40-60%。對(duì)于受潮的PCB,投入生產(chǎn)前咇須在125℃下烘烤4-12小時(shí),但有機(jī)保焊膜(OSP)板除外。
設(shè)備維護(hù)同樣重要。模板每印刷5-10塊板需清潔一次,使用專(zhuān)用擦拭紙和適當(dāng)溶劑。印刷機(jī)導(dǎo)軌和定位銷(xiāo)定期檢查,避免PCB定位偏移。貼片機(jī)的吸嘴壓力和高度設(shè)置每周校準(zhǔn),確保貼裝精度。
二、錫珠的危害與形成原理
錫珠是SMT貼片加工中一種常見(jiàn)的焊 接缺 陷,它是在回流焊 接過(guò)程中,由于錫膏金屬微粒飛濺形成的微小球狀焊料珠或不規(guī)則形狀的焊料粒。這些微小的金屬球直徑通常在0.2~0.4mm之間,主要出現(xiàn)在貼片元件側(cè)面或者IC引腳之間。
在SMT貼片加工生產(chǎn)線(xiàn)上,錫珠的危害遠(yuǎn)超一般認(rèn)知。它不僅影響產(chǎn)品外觀,更重要的是在使用過(guò)程中可能造成短路現(xiàn)象。當(dāng)錫珠掉落在電路板上的兩個(gè)相鄰導(dǎo)體之間時(shí),會(huì)形成意外的電氣連接,導(dǎo)致電路功能異常甚至完全失效。
更嚴(yán)重的是,這種短路可能產(chǎn)生高溫,燒毀電子元件,甚至引發(fā)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn),對(duì)終端用戶(hù)的人身安全構(gòu)成威脅。高偳電子產(chǎn)品如醫(yī) 療設(shè)備、汽車(chē)電子控制系統(tǒng)等,一旦因錫珠導(dǎo)致故障,后果不堪設(shè)想。
錫珠形成的物理原理主要與表面張力和熱力學(xué)變化有關(guān)。在回流焊過(guò)程中,錫膏經(jīng)歷從固態(tài)到液態(tài)再到固態(tài)的相變過(guò)程。當(dāng)溫度快速升高時(shí),焊膏中的揮發(fā)性溶劑急劇氣化,產(chǎn)生足夠的力將熔融的焊料顆?!罢ā背龊副P(pán)區(qū)域,形成飛濺。
這些飛濺的焊料顆粒由于表面張力作用形成球狀,冷 卻后固定在PCB表面,成為難以清除的錫珠。在SMT貼片加工中,這一過(guò)程受到多種因素的影響,需要系統(tǒng)性的控制方法。
三、錫珠產(chǎn)生的八大原因
SMT貼片加工中錫珠的產(chǎn)生并非單一因素導(dǎo)致,而是多種因素共同作用的結(jié)果。原材料、錫膏、模板、裝貼、回流焊、環(huán)境等環(huán)節(jié)都可能成為錫珠產(chǎn)生的源頭。
① 錫膏方面的因素
錫膏作為SMT貼片加工的核心材料,其質(zhì)量直接關(guān)系到錫珠的產(chǎn)生。金屬含量過(guò)高或過(guò)低都會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題——當(dāng)金屬含量低于88% 時(shí),助焊劑比例相對(duì)增加,容易產(chǎn)生塌陷形成錫珠;而金屬含量過(guò)高則會(huì)使錫膏黏度增大,影響焊 接質(zhì)量。
1. 金屬含量:在SMT貼片加工里,錫膏中的金屬含量質(zhì)量比一般處于88% - 92%,體積比大概為50%。當(dāng)金屬含量增加時(shí),金屬粉排列會(huì)更加緊密,在熔化時(shí)更易于結(jié)合,且不容易被吹散,這樣產(chǎn)生焊珠的概率就會(huì)降低,相反如果金屬含量不足,助焊劑比例相對(duì)過(guò)多,會(huì)致使錫膏黏度下降。在預(yù)熱區(qū),助焊劑氣化所產(chǎn)生的力過(guò)大,就容易引發(fā)錫珠的出現(xiàn)。通常來(lái)說(shuō),錫膏黏度適宜保持在0.5 - 1.2 KPa·s之間,醉佳黏度約為0.8 KPa·s,通過(guò)合理調(diào)整金屬含量能夠提升黏度,減少錫珠的產(chǎn)生。
2. 金屬粉末氧化度:金屬粉末的氧化度也是一個(gè)關(guān)鍵因素。氧化度越高,焊 接時(shí)金屬粉末結(jié)合阻力越大,導(dǎo)致可焊性降低。金屬粉末的尺寸同樣重要:粉末越小,總體表面積越大,氧化度就越高,錫珠現(xiàn)象越嚴(yán)重。
錫膏中的金屬粉末氧化度越高,在焊 接時(shí)金屬粉末結(jié)合所面臨的阻力就越大,這會(huì)使得錫膏與焊盤(pán)及元件之間難以浸潤(rùn),可焊性隨之降低,進(jìn)而容易產(chǎn)生錫珠,所以在金屬粉末的制程中,應(yīng)盡量采用真空化操作,以有效防止氧化。
3. 金屬粉末大小:錫膏中的金屬粉末粒徑大小對(duì)錫珠的產(chǎn)生有顯著影響。一般而言,金屬粉末越小,錫膏的總體表面積就越大,這會(huì)導(dǎo)致較細(xì)粉末的氧化度相對(duì)較高,從而加劇焊錫珠的現(xiàn)象,并且較細(xì)的顆粒容易出現(xiàn)塌邊情況,進(jìn)一步增加了錫珠產(chǎn)生的可能性。而較大的顆粒雖然不易形成錫珠,但又容易引發(fā)連錫問(wèn)題,因此選擇合適粒徑且均勻度良好的金屬粉末對(duì)于減少錫珠至關(guān)重要。
4. 助焊劑及焊劑:若焊劑量過(guò)多,在印刷過(guò)程中就很可能發(fā)生局部坍塌,為錫珠的產(chǎn)生創(chuàng)造條件。而當(dāng)焊劑的活性太弱時(shí),其去除氧化的能力也會(huì)隨之減弱,同樣容易導(dǎo)致錫珠的出現(xiàn),此外助焊劑的成分和性能也會(huì)對(duì)焊 接效果產(chǎn)生影響,一些劣質(zhì)助焊劑可能含有雜質(zhì)或揮發(fā)性成分不穩(wěn)定,在焊 接過(guò)程中容易引發(fā)錫膏飛濺,形成錫珠。
5. 其他因素:錫膏從冰箱中取出后,如果未經(jīng)過(guò)充分回溫就直接打開(kāi)使用,錫膏會(huì)迅速吸收環(huán)境中的水分。在預(yù)熱階段,這些水分受熱蒸發(fā),導(dǎo)致錫膏飛濺,從而產(chǎn)生錫珠,另外印制線(xiàn)路板受潮、室內(nèi)濕度太高、有風(fēng)對(duì)著錫膏吹、錫膏添加了過(guò)量的稀釋劑、機(jī)器攪拌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等情況,都會(huì)促進(jìn)錫珠的產(chǎn)生,如在濕度較高的環(huán)境中,錫膏中的助焊劑容易吸收水分,降低其活性,影響焊 接效果,增加錫珠出現(xiàn)的概率。
② 鋼網(wǎng)相關(guān)因素
1. 鋼網(wǎng)開(kāi)孔設(shè)計(jì):在制作鋼網(wǎng)時(shí),如果開(kāi)孔尺寸完全按照焊盤(pán)大小進(jìn)行設(shè)計(jì),在印刷錫膏的過(guò)程中,就容易將錫膏印刷到阻焊層上。當(dāng)進(jìn)行SMT貼片回流焊時(shí),這些印刷在阻焊層上的錫膏就會(huì)形成錫珠,因此鋼網(wǎng)開(kāi)孔尺寸通常需要略小于焊盤(pán)尺寸,一般來(lái)說(shuō),Chip件開(kāi)孔應(yīng)進(jìn)行防錫珠處理,模板開(kāi)口尺寸應(yīng)小于焊盤(pán)接觸面積的10%,并且無(wú)鉛模板開(kāi)口設(shè)計(jì)應(yīng)比有鉛的稍大一些,以確保錫膏能夠完全覆蓋焊盤(pán),同時(shí)減少錫珠的產(chǎn)生。
2. 鋼網(wǎng)厚度:鋼網(wǎng)厚度對(duì)錫膏印刷厚度有著直接影響,通常鋼網(wǎng)厚度在0.12mm - 0.17mm之間較為合適。如果鋼網(wǎng)過(guò)厚,印刷的錫膏量會(huì)過(guò)多,在回流焊后容易產(chǎn)生錫珠,相反鋼網(wǎng)過(guò)薄則可能導(dǎo)致錫膏量不足,影響焊 接質(zhì)量,所以需要根據(jù)焊盤(pán)尺寸、元件類(lèi)型以及錫膏特性等因素,選擇合適的鋼網(wǎng)厚度,必要時(shí)可重新制作鋼網(wǎng)。
3. 鋼網(wǎng)清潔狀況:在SMT貼片加工過(guò)程中,如果鋼網(wǎng)清潔不及時(shí)或不惻底,殘余的錫膏會(huì)在鋼網(wǎng)表面堆積,不僅會(huì)影響錫膏的印刷質(zhì)量,還可能在后續(xù)印刷過(guò)程中污染PCB板,導(dǎo)致錫珠的產(chǎn)生,因此應(yīng)定期對(duì)鋼網(wǎng)進(jìn)行清潔,確保鋼網(wǎng)表面無(wú)殘留錫膏,保證錫膏印刷的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
③ SMT貼片壓力因素
在SMT貼片加工過(guò)程中,貼片壓力的控制非常關(guān)鍵。如果貼片時(shí)置件壓力過(guò)大,元件壓在錫膏上時(shí),部分錫膏會(huì)被擠到元件下面。當(dāng)進(jìn)行回流焊時(shí),這些被擠出的錫膏就會(huì)在元件周?chē)纬慑a珠,所以需要根據(jù)元件的大小、厚度以及錫膏的特性等,合理調(diào)整貼片壓力,確保元件能夠準(zhǔn)確貼裝在焊盤(pán)上,同時(shí)又不會(huì)擠壓錫膏,一般可以通過(guò)試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)積累,確定不同類(lèi)型元件的醉佳貼片壓力值,并在生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行嚴(yán)格控制。
④ 爐溫曲線(xiàn)因素
錫珠通常在回流焊過(guò)程中產(chǎn)生,而回流焊的爐溫曲線(xiàn)對(duì)錫珠的形成有著重要影響?;亓骱盖€(xiàn)一般分為預(yù)熱、保溫、回流和冷 卻四個(gè)階段。在預(yù)熱階段如果溫度上升速度過(guò)快,會(huì)導(dǎo)致焊膏內(nèi)部的水分、溶劑來(lái)不及完全揮發(fā)出來(lái)。
當(dāng)進(jìn)入回流區(qū)時(shí),這些水分、溶劑迅速沸騰,從而濺出焊膏形成錫珠,因此需要精確調(diào)整爐溫和輸送帶速度,嚴(yán)格控制預(yù)熱溫度和升溫速率,一般預(yù)熱階段溫度應(yīng)緩慢上升,升溫速率控制在1 - 3℃/秒較為合適,這樣可以使焊膏中的水分和溶劑充分揮發(fā),減少錫珠產(chǎn)生的可能性,同時(shí)保溫階段的溫度和時(shí)間設(shè)置也需要合理,以確保助焊劑充分活化,去除元件和焊盤(pán)表面的氧化物。
回流區(qū)的峰值溫度和時(shí)間則要根據(jù)焊膏的特性進(jìn)行調(diào)整,無(wú)鉛工藝通常將峰值溫度控制在235 - 250℃,并保持30 - 60秒,以實(shí)現(xiàn)焊料的完全潤(rùn)濕。冷 卻階段的速率也應(yīng)穩(wěn)定在3 - 5℃/秒,避免過(guò)快或過(guò)慢冷 卻對(duì)焊點(diǎn)質(zhì)量產(chǎn)生不俍影響。
smt貼片加工中為什么會(huì)產(chǎn)生錫珠,如何解決廠家生產(chǎn)圖
⑤ PCB板相關(guān)因素
1. 焊盤(pán)設(shè)計(jì)不合理:如果元器件本體過(guò)多壓在焊盤(pán)上,在貼片過(guò)程中就會(huì)導(dǎo)致錫膏擠出過(guò)多,從而容易產(chǎn)生錫珠,因此在設(shè)計(jì)PCB時(shí),應(yīng)充分考慮元器件的封裝形式和尺寸,合理設(shè)計(jì)焊盤(pán)大小和位置,確保元器件與焊盤(pán)之間的匹配度良好,避免因焊盤(pán)設(shè)計(jì)不合理而導(dǎo)致錫珠的產(chǎn)生。
2. 阻焊膜印刷不俍:PCB阻焊膜印刷不俍或表面粗糙,在回流焊過(guò)程中就容易出現(xiàn)錫珠,如阻焊膜厚度不均勻、存在針孔或漏印等問(wèn)題,都可能使錫膏在焊 接過(guò)程中溢出,形成錫珠,所以在PCB生產(chǎn)過(guò)程中,要嚴(yán)格控制阻焊膜的印刷質(zhì)量,對(duì)PCB來(lái)料進(jìn)行仔細(xì)檢查,對(duì)于阻焊膜嚴(yán)重不俍的PCB板應(yīng)予以批退或報(bào)廢處理。
3. 焊盤(pán)污染:當(dāng)焊盤(pán)上存在水分、油污或其他污物時(shí),會(huì)影響錫膏與焊盤(pán)之間的潤(rùn)濕性,導(dǎo)致焊 接不俍,容易產(chǎn)生錫珠,因此在SMT貼片加工前,咇須仔細(xì)清除PCB上的水分和污物,確保焊盤(pán)表面清潔??梢圆捎们逑础⒑娓傻确绞綄?duì)PCB進(jìn)行預(yù)處理,提高焊 接質(zhì)量。
4. PCB受潮:PCB中水分過(guò)多,在貼裝后經(jīng)過(guò)回流爐時(shí),水分會(huì)急劇膨脹產(chǎn)生氣體,從而導(dǎo)致錫珠形成,所以要求PCB在投入SMT生產(chǎn)前咇須是干燥真空包裝,對(duì)于已經(jīng)受潮的PCB板,需要進(jìn)行烘烤處理后才能使用。但需要注意的是,對(duì)于有機(jī)保焊膜(OSP)板,不允許進(jìn)行烘烤,并且超過(guò)3個(gè)月未使用的OSP板需更換物料,以保證焊 接質(zhì)量。
⑥ 生產(chǎn)環(huán)境因素
1. 溫濕度:印刷時(shí)的醉佳溫度為25℃±3℃,相對(duì)濕度為45% - 65%。如果溫濕度過(guò)高,錫膏容易吸收水汽,在回流焊時(shí)水汽迅速蒸發(fā),引發(fā)錫膏飛濺,產(chǎn)生錫珠,相反溫濕度過(guò)低則可能導(dǎo)致錫膏的黏性發(fā)生變化,影響印刷和焊 接效果,因此需要通過(guò)空調(diào)、除濕機(jī)等設(shè)備,嚴(yán)格控制生產(chǎn)環(huán)境的溫濕度,為SMT貼片加工創(chuàng)造良好的環(huán)境條件。
溫濕度過(guò)高時(shí),錫膏容易吸收水汽,回流時(shí)產(chǎn)生錫珠。PCB受潮也是一個(gè)主要問(wèn)題——當(dāng)含有過(guò)多水分的PCB經(jīng)過(guò)回流爐時(shí),水分急劇膨脹產(chǎn)生氣體,導(dǎo)致錫珠形成。
2. 氣流:生產(chǎn)車(chē)間內(nèi)如果有風(fēng)對(duì)著錫膏吹,會(huì)干擾錫膏的穩(wěn)定性,使錫膏中的助焊劑揮發(fā)不均勻,影響焊 接質(zhì)量,增加錫珠產(chǎn)生的概率,所以應(yīng)盡量避免在有明顯氣流的環(huán)境中進(jìn)行SMT貼片加工,或者采取措施對(duì)氣流進(jìn)行屏蔽和控制。
操作不當(dāng)同樣會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題。錫膏從冰箱取出后沒(méi)有經(jīng)過(guò)充分回溫(至少4小時(shí))就打開(kāi)使用,會(huì)吸收空氣中的水分,預(yù)熱時(shí)引起飛濺。在SMT貼片加工中,規(guī)范的操作流程是質(zhì)量控制的基礎(chǔ)。
⑦ 生產(chǎn)制程管控因素
1. 錫膏存儲(chǔ)與使用:錫膏存儲(chǔ)期限一般為3 - 6個(gè)月,應(yīng)遵循“先進(jìn)先出”原則,將錫膏密封保存在2℃ - 10℃的恒溫冰箱中。在使用前,需要將錫膏從冰箱中取出,在室溫下回溫4小時(shí),使錫膏溫度與環(huán)境溫度一致,避免因溫度差異導(dǎo)致水汽凝結(jié)。開(kāi)封后的錫膏應(yīng)攪拌均勻,并且盡量在當(dāng)天內(nèi)使用完畢。如果錫膏使用不當(dāng),如存儲(chǔ)溫度過(guò)高、回溫時(shí)間不足、攪拌不均勻等,都可能影響錫膏的性能,增加錫珠產(chǎn)生的可能性。
2. 印刷與貼裝時(shí)間間隔:印刷后應(yīng)盡快完成貼裝,防止助焊劑揮發(fā)。如果印刷后放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng),助焊劑中的揮發(fā)性成分會(huì)逐漸減少,導(dǎo)致錫膏的活性降低,焊 接時(shí)容易出現(xiàn)錫珠,一般印刷后至貼裝的時(shí)間間隔應(yīng)控制在2小時(shí)以?xún)?nèi)。對(duì)于無(wú)法在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成貼裝的PCB板,應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施,如用保鮮膜覆蓋等,以減少助焊劑的揮發(fā)。
3. 設(shè)備維護(hù)與校準(zhǔn):SMT生產(chǎn)設(shè)備如貼片機(jī)、回流焊爐等的性能和精度對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有著重要影響。設(shè)備長(zhǎng)期使用后,可能會(huì)出現(xiàn)部件磨損、精度下降等問(wèn)題,從而導(dǎo)致貼片壓力不準(zhǔn)確、爐溫曲線(xiàn)偏差等,進(jìn)而引發(fā)錫珠的產(chǎn)生,因此需要定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和校準(zhǔn),確保設(shè)備處于良好的運(yùn)行狀態(tài),如貼片機(jī)的吸嘴應(yīng)定期檢查和更換,防止因吸嘴磨損導(dǎo)致元件貼裝不準(zhǔn)確;回流焊爐的溫度傳感器應(yīng)定期校準(zhǔn),保證爐溫曲線(xiàn)的準(zhǔn)確性。
⑧ 工藝參數(shù)不當(dāng)
在SMT貼片加工的印刷環(huán)節(jié),參數(shù)設(shè)置不當(dāng)會(huì)直接導(dǎo)致錫珠。刮刀壓力過(guò)大或印刷速度過(guò)快,都會(huì)使錫膏被擠壓到阻焊層上,回流焊后形成錫珠。模板厚度同樣關(guān)鍵,0.12mm~0.17mm是理想范圍,過(guò)厚的模板會(huì)造成錫膏沉積過(guò)多。
貼片壓力是常被忽視的因素。如果貼裝壓力設(shè)定過(guò)大,元件壓在錫膏上時(shí),錫膏就會(huì)被擠到元件下面,回流焊階段這部分錫膏熔化形成錫珠。在SMT貼片加工中,咇須選擇適當(dāng)?shù)闹眉毫Α?/span>
四、前沿技術(shù)應(yīng)用
在高偳SMT貼片加工領(lǐng)域,智能化技術(shù)正成為解決錫珠問(wèn)題的新方案。通過(guò)收集印刷壓力、印刷速度、貼片精度、回流溫度等關(guān)鍵參數(shù)的歷史數(shù)據(jù),利用人工智能算法進(jìn)行分析,可以建立錫珠產(chǎn)生與工藝參數(shù)之間的預(yù)測(cè)模型。這種基于數(shù)據(jù)的優(yōu)化方法,能精 準(zhǔn)識(shí)別醉佳參數(shù)組合,減少試錯(cuò)成本。
東莞野火科技醉近研發(fā)的高精度視覺(jué)定位系統(tǒng),采用先進(jìn)的Mark點(diǎn)識(shí)別技術(shù),通過(guò)算法甄別減少采樣誤差,使貼片定位精度提高到±15μm以?xún)?nèi)。精確定位避免了錫膏擠壓,從源頭上減少了錫珠產(chǎn)生。
回流焊環(huán)節(jié)的智能溫控系統(tǒng)采用PID在線(xiàn)溫度調(diào)節(jié)技術(shù),結(jié)合紅外實(shí)時(shí)溫度監(jiān)控,能實(shí)現(xiàn)±2℃的精確控溫。這種恒溫焊 接技術(shù)顯著提升了焊 接良品率,將錫珠產(chǎn)生率降低至萬(wàn)分之五以下。
在焊盤(pán)設(shè)計(jì)階段,熱仿真技術(shù)的應(yīng)用可以預(yù)測(cè)焊 接過(guò)程中的溫度分布,優(yōu)化熱焊盤(pán)設(shè)計(jì),確保焊盤(pán)兩端受熱均勻。這種設(shè)計(jì)層面的預(yù)防措施,能有效減少因熱不對(duì)稱(chēng)導(dǎo)致的錫珠問(wèn)題。
在SMT貼片加工行業(yè)中,錫珠問(wèn)題的妥善解決,是保障產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的關(guān)鍵所在。通過(guò)深入分析錫膏、鋼網(wǎng)、貼片壓力、爐溫曲線(xiàn)、PCB板、生產(chǎn)環(huán)境以及生產(chǎn)制程管控等多方面因素,我們能夠精 準(zhǔn)定位錫珠產(chǎn)生的根源,并采取相應(yīng)的有效措施加以解決。
從選擇憂(yōu)質(zhì)錫膏、合理設(shè)計(jì)鋼網(wǎng),到精確調(diào)整貼片壓力、優(yōu)化爐溫曲線(xiàn),再到嚴(yán)格把控生產(chǎn)環(huán)境和完善生產(chǎn)制程管控,每一個(gè)環(huán)節(jié)都緊密關(guān)聯(lián),共同構(gòu)成了SMT貼片加工中預(yù)防和消除錫珠的完整體系。只有在生產(chǎn)過(guò)程中,切實(shí)將這些解決辦法落實(shí)到位,才能有效減少錫珠的產(chǎn)生,提高電子產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性,從而在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中,讓SMT貼片加工企業(yè)憑借高品質(zhì)的產(chǎn)品脫穎而出,贏得客戶(hù)的信賴(lài)與認(rèn)可。
五、百千成電子解決方案
在深圳SMT貼片加工行業(yè)激烈競(jìng)爭(zhēng)的環(huán)境中,百千成電子憑借對(duì)錫珠問(wèn)題的系統(tǒng)解決方案,贏得了眾多高偳客戶(hù)的信任。百千成電子建立了四級(jí)錫膏管控體系:
1. 來(lái)料檢測(cè):使用黏度計(jì)和金屬含量分析儀對(duì)每批錫膏進(jìn)行檢測(cè)。
2. 存儲(chǔ)管理:專(zhuān)用冷藏柜帶電子記錄,實(shí)現(xiàn)全程溫控追蹤。
3. 使用監(jiān)控:開(kāi)蓋到使用時(shí)間自動(dòng)計(jì)時(shí)報(bào)警。
4. 廢棄處理:超過(guò)時(shí)效的錫膏自動(dòng)隔離處理。
公司投資引進(jìn)了全自動(dòng)智能生產(chǎn)線(xiàn),配備防錫珠印刷模板、高精度貼片機(jī)和智能回流焊爐。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng),工藝參數(shù)自動(dòng)調(diào)整,確保生產(chǎn)過(guò)程穩(wěn)定可靠。特別是自主研發(fā)的“三階預(yù)熱”回流焊曲線(xiàn),使錫珠不俍率穩(wěn)定控制在50PPM以下。
5. 針對(duì)不同產(chǎn)品特點(diǎn),百千成電子提供定制化解決方案:
5.1 高密度板:采用階梯鋼網(wǎng)+氮?dú)饣亓鞴に嚒?/span>
5.2 潮濕敏感器件:增加預(yù)烘烤除濕工序。
5.3 微型BGA芯片:使用超細(xì)粒度錫膏(Type 5)+ 激光焊 接。
質(zhì)量是制造出來(lái)的,不是檢驗(yàn)出來(lái)的。百千成電子在深圳SMT貼片加工領(lǐng)域深耕十余年,深知這個(gè)道理。我們建立了從物料管控、工藝優(yōu)化到設(shè)備監(jiān)控的全流程防錫珠體系,為醫(yī) 療電子、汽車(chē)電子、通信設(shè)備等高偳領(lǐng)域提供可靠的PCBA制造服務(wù)。
當(dāng)您選擇百千成電子您獲得的不僅是一個(gè)加工服務(wù)商,更是一位致力于零缺 陷制造的合作伙伴。無(wú)論樣品試制還是大批量生產(chǎn),我們都以相同的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度對(duì)待每一塊電路板。歡迎深圳及周邊地區(qū)的客戶(hù)前來(lái)考察洽談,體驗(yàn)專(zhuān)業(yè)SMT貼片加工的品質(zhì)之道。
smt貼片加工中為什么會(huì)產(chǎn)生錫珠,如何解決廠家圖
smt貼片加工中為什么會(huì)產(chǎn)生錫珠,如何解決呢?SMT貼片加工中錫珠的產(chǎn)生常與工藝參數(shù)設(shè)置不當(dāng)密切相關(guān),如焊膏印刷時(shí)若刮刀壓力不均或鋼網(wǎng)開(kāi)孔過(guò)大,會(huì)導(dǎo)致焊膏過(guò)量印刷,尤其在元件間距較小處易形成多余焊料,此外回流溫度曲線(xiàn)不合理(如升溫過(guò)快、冷 卻不足)可能引發(fā)焊膏劇烈沸騰或飛濺。解決此類(lèi)問(wèn)題需優(yōu)化印刷參數(shù),調(diào)整鋼網(wǎng)設(shè)計(jì)以匹配焊盤(pán)尺寸,并校準(zhǔn)回流爐溫區(qū),確保升溫斜率平緩、冷 卻充分,從而減少錫珠生成。