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
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:
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):
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。
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