輝翔蒼穹 【電子制造得其道】

  文章類(lèi)型：T

  【編者按】

  錫珠是什么？發(fā)生的原因是什么？如何消除？

  電子產(chǎn)品的精細(xì)化發(fā)展導(dǎo)致PCBA組裝越來(lái)越復(fù)雜。板上的各種元件封裝之間尺寸差異也越來(lái)越大，元件之間的組裝間隙也越來(lái)越小，這些因素促進(jìn)了選擇性波峰焊的廣泛應(yīng)用。選擇性波峰焊能完成一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的PCBA波峰焊接，比如：

  PTH小間距的元器件越來(lái)越多，比如0.5mm pitch 及更小。

  PTH 元件焊點(diǎn)距離T元器件太近，無(wú)法滿足傳統(tǒng)的波峰焊治具的設(shè)計(jì)。

  雙面插件元件，插件元件的高度無(wú)法滿足傳統(tǒng)波峰焊。

  接地焊盤(pán)的爬錫高度不夠，傳統(tǒng)波峰焊無(wú)法對(duì)單點(diǎn)焊接進(jìn)行有效控制。

  與傳統(tǒng)的波峰焊接工藝相比，選擇性波峰焊接工藝由于是單點(diǎn)松香噴涂，降低了助焊劑消耗，而且降低了錫爐內(nèi)熔融焊錫的氧化機(jī)率，減少錫渣的產(chǎn)生，降低了加工成本。

  問(wèn)題描述

  某電子產(chǎn)品在完成波峰焊接后，產(chǎn)生了錫珠（Solder ball）的不良現(xiàn)象，錫珠在連接器兩個(gè)PIN腳之間，用靜電刷子可以去除。不良率100% ，每片板子上都有10個(gè)以上的錫珠。

  產(chǎn)生錫珠的位置通常有兩種情況，第一種是一致的重復(fù)的，錫珠的位置通常在相鄰的兩個(gè)PIN腳之間（如下圖），但PIN腳位置不固定；第二種是隨機(jī)的，沒(méi)有規(guī)律，沒(méi)有固定的位置。

   失效分析

  根據(jù)當(dāng)前不良的現(xiàn)象，此不良屬于第一種現(xiàn)象在PIN腳之間。根據(jù)魚(yú)骨圖分析，其主要因素有助焊劑類(lèi)型、助焊劑用量、預(yù)熱溫度、PCB 阻焊層以及治具設(shè)計(jì)。

  參數(shù)優(yōu)化

  助焊劑過(guò)多或預(yù)熱溫度偏低可能導(dǎo)致溶劑或水分不能完全蒸發(fā)，過(guò)波峰的時(shí)候會(huì)有濺錫的現(xiàn)象而導(dǎo)致錫珠的產(chǎn)生。殘留松香的粘性會(huì)吸附一些錫濺在阻焊層上面，從而導(dǎo)致錫珠的產(chǎn)生。通過(guò)調(diào)整助焊劑噴涂量和預(yù)熱溫度高低，錫珠問(wèn)題仍然存在，沒(méi)有明顯的改善。

  助焊劑類(lèi)型影響

  對(duì)各種類(lèi)型助焊劑(溶劑型的，水基型，以及不同固體含量等) 進(jìn)行比對(duì)實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，不同助焊劑情況下，錫珠的出現(xiàn)機(jī)率差異不明顯，不能完全杜絕錫珠的產(chǎn)生。

  PCB 設(shè)計(jì)的影響

  導(dǎo)致錫珠產(chǎn)生的因素有很多，阻焊層狀況就是其中重要的一個(gè)因素。阻焊層在波峰焊接過(guò)程中會(huì)變得柔軟，就像焊料合金粘在膠粘劑上一樣。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)是評(píng)估阻焊層材料的一項(xiàng)重要指標(biāo)。使用高Tg的阻焊材料將減少甚至消除錫珠。阻焊的固化時(shí)間、固化溫度也會(huì)影響錫珠效應(yīng)。對(duì)各種PCB阻焊層材料進(jìn)行了比對(duì)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)比對(duì)結(jié)果來(lái)看，不同阻焊層材料對(duì)錫珠的影響比較小，沒(méi)有一款合適的材料能完全杜絕錫珠出現(xiàn)。

   治具設(shè)計(jì)優(yōu)化

  選擇一些比較容易上錫而且不是太厚的線路板進(jìn)行試驗(yàn)，在中間區(qū)域加入鋼片以預(yù)防錫珠的產(chǎn)生。試驗(yàn)結(jié)果表明加入鋼片以隔開(kāi)PIN腳的方法可有效預(yù)防錫珠。但是需要調(diào)整適當(dāng)?shù)膮��?shù)，比如焊接時(shí)間，焊接高度等以克服通孔內(nèi)上錫高度不足的問(wèn)題。

  PCB絲印和阻焊層設(shè)計(jì)

  鋼片應(yīng)用的局限性和對(duì)孔內(nèi)上錫高度的影響限制了這項(xiàng)措施的應(yīng)用。所以考慮通過(guò)優(yōu)化PCB設(shè)計(jì)來(lái)改善選擇性波峰焊錫珠。在焊接區(qū)域增加絲印層，在焊接區(qū)域進(jìn)行了比對(duì)，從比對(duì)結(jié)果來(lái)看。在焊接區(qū)域取消阻焊層有顯著的改善。

  總結(jié)&結(jié)論

  不同助焊劑類(lèi)型可以減少錫珠的產(chǎn)生，但是不能完全杜絕。

  利用鋼片治具隔開(kāi)PIN腳可以防止錫珠的產(chǎn)生，但是對(duì)孔內(nèi)爬錫高度有影響。

  焊接區(qū)域增加絲印可以減少錫珠的產(chǎn)生。

  焊接區(qū)域取消阻焊層設(shè)計(jì)可以避免錫珠的產(chǎn)生。

  優(yōu)等激光打標(biāo)機(jī)推薦--升達(dá)康激光打標(biāo)機(jī)

  【電子制造得其道】平臺(tái)文章轉(zhuǎn)載申明：

  禁止未經(jīng)授權(quán)私自轉(zhuǎn)載【電子制造得其道】文章，如需轉(zhuǎn)載，請(qǐng)聯(lián)系客服并注明出處。聯(lián)系郵箱:hebe.zheng@excellems.com

  關(guān)于【電子制造得其道】平臺(tái)

  在【電子制造得其道】，老板可以尋找到商機(jī)，銷(xiāo)售可以拿到訂單，工程師可以解決技術(shù)難題。技術(shù)問(wèn)診為您難解的技術(shù)問(wèn)題把脈，海量技術(shù)秘笈和掌上學(xué)院滿足您天然的求知欲，專(zhuān)業(yè)論壇、技術(shù)商城和空中展廳為您呼朋引伴提供潛在商業(yè)機(jī)會(huì)。

  您是互聯(lián)網(wǎng)的君王，御馬有滴滴，御膳有美團(tuán)。現(xiàn)在【電子制造得其道】就是您的太醫(yī)院、翰林院。

  關(guān)注【電子制造得其道】，獲取更多優(yōu)質(zhì)服務(wù)！