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锡膏焊接炸锡的原因及解决办法

来源:优特尔锡膏 浏览: 发布时间:2025-06-27 返回列表

锡膏焊接过程中出现炸锡(也称“锡珠”或“飞溅”,Solder Balling/Solder Splash)是SMT工艺中的常见缺陷,表现为细小锡球散布在焊盘周围或元件底部,可能引发短路或可靠性问题。以下是炸锡的原因及系统解决方法:

锡膏焊接炸锡的原因及解决办法(图1)

1. 炸锡的根本原因

炸锡的本质是焊膏中的溶剂或助焊剂在高温回流时剧烈挥发,导致熔融锡被溅射。具体诱因可分为以下几类:


(1)锡膏本身问题

助焊剂挥发过快:溶剂配方不合理,在预热阶段未充分挥发,进入回流区时突然沸腾。


金属粉末氧化:合金粉末表面氧化层在高温下破裂,熔融锡飞溅。


锡膏吸湿:储存或回温不当导致水分渗入,回流时水蒸气爆炸。


(2)印刷工艺缺陷

钢网开口设计不当:开口过大或厚度过厚,导致锡膏沉积过多。


印刷偏移:锡膏覆盖焊盘外的PCB表面(如阻焊层),高温时锡膏脱离焊盘形成锡珠。


脱模不良:钢网底部残留锡膏,印刷后形成不规则锡膏块。


(3)回流焊参数不当

预热不充分:升温速率过快(>2℃/s),溶剂未逐步挥发。


峰值温度过高:超过锡膏推荐温度(如SAC305>250℃),助焊剂剧烈分解。


回流时间不足:熔融锡未能充分润湿焊盘,残留气体逸出时带出锡粒。


(4)PCB或环境因素

PCB受潮:板材吸水(尤其FR4),回流时水分蒸发导致炸锡。


阻焊层不平整:焊盘周围有凹陷或毛刺,残留锡膏形成锡珠。


环境湿度过高:锡膏暴露在潮湿空气中吸水。


2. 系统性解决方法

(1)优化锡膏选择与储存

选择低飞溅锡膏:优先选用“低锡珠(Low Solder Ball)”配方锡膏(如含缓释溶剂型助焊剂)。


严格储存条件:


冷藏(2-10℃)保存,使用前回温4小时(室温25℃以下)。


开封后24小时内用完,未用完的需密封充氮。


(2)改进印刷工艺

钢网设计:


厚度选择:一般元件推荐0.1-0.15mm,细间距元件(如QFP)用0.08mm。


开口尺寸:按焊盘面积1:0.9~1:1设计,避免外扩(如采用纳米涂层钢网减少残留)。


印刷参数:


刮刀压力(30-60N)、速度(10-50mm/s)需匹配锡膏粘度。


印刷后立即检查,避免锡膏塌陷。

3)调整回流焊曲线

理想温度曲线(以SAC305为例):


锡膏焊接炸锡的原因及解决办法(图2)

关键点:


预热阶段升温速率<1.5℃/s。


均热阶段保持时间足够(助焊剂充分活化)。


(4)PCB与环境控制

PCB预处理:


焊接前烘烤(125℃/2-4小时)去除潮气(尤其针对高湿度存储的PCB)。


检查阻焊层质量,确保焊盘边缘平整无毛刺。


车间环境:


控制湿度40-60%RH,温度20-26℃。


(5)其他工艺优化

贴片压力调整:元件贴装时适度下压(如0.1-0.2mm),促进锡膏与焊盘接触。


氮气保护回流:使用氮气回流焊(氧含量<1000ppm)减少氧化和飞溅。


3. 问题排查流程

若炸锡问题持续,可按以下步骤排查:


观察锡珠位置:


集中在元件周围 → 检查印刷偏移或钢网设计。


随机分布 → 检查回流曲线或锡膏受潮。


切片分析:通过显微镜观察锡珠与焊盘的连接状态,判断是否因润湿不良导致。


对比试验:更换不同批次锡膏或调整回流参数,锁定变量。