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SMT回流焊接中錫球與立碑現象的原因
來源：
發(fā)布時間：2025-04-07
在表面貼裝技術（SMT）的生產過程中，回流焊接是確保電子元件可靠連接的關鍵環(huán)節(jié)。然而，錫球和立碑現象是回流焊接中常見的問題，這些問題不僅影響產品的外觀，還可能導致電氣性能的不穩(wěn)定。上海桐爾公司憑借其在電子制造領域的豐富經驗，深入研究了這些現象的成因，并提出了一系列有效的解決策略。
在SMT回流焊接過程中，錫球的形成是一個常見問題。這些問題通常隱藏在矩形片式元件兩端之間的側面或細距引腳之間。當焊膏被置于片式元件的引腳與焊盤之間時，隨著印制板穿過回流焊爐，焊膏熔化成液體。如果焊膏與焊盤和器件引腳的潤濕性不佳，液態(tài)焊錫會因收縮而無法充分填充焊縫，導致焊料顆粒無法聚合成一個完整的焊點。部分液態(tài)焊錫會從焊縫中流出，形成錫球。因此，焊錫與焊盤和器件引腳的潤濕性差是導致錫球形成的根本原因。
為了解決這一問題，上海桐爾公司建議從以下幾個方面入手：首先，回流溫度曲線的設置至關重要。焊膏的回流是溫度與時間的函數，如果溫度未達到足夠高或時間不足，焊膏將無法正常回流。預熱區(qū)溫度上升速度過快，會使焊膏內部的水分和溶劑未能完全揮發(fā)，到達回流焊溫區(qū)時，水分和溶劑的沸騰會濺出焊錫球。實踐證明，將預熱區(qū)溫度的上升速度控制在1～4°C/s是較為理想的。其次，如果錫球總是在同一位置出現，那么就需要檢查金屬板的設計結構。模板開口尺寸的腐蝕精度若達不到要求，對于焊盤尺寸偏大或表面材質較軟（如銅模板）的情況，會導致漏印焊膏的外形輪廓不清晰，出現橋連現象。這種情況在細間距器件的焊盤漏印時尤為常見，回流焊后會在引腳間產生大量錫珠。因此，應根據焊盤圖形的不同形狀和中心距，選擇合適的模板材料及制作工藝，以確保焊膏印刷質量。此外，如果貼片至回流焊的時間過長，焊膏中的焊料粒子可能會氧化，焊劑變質、活性降低，導致焊膏無法正常回流，從而產生錫球。選用工作壽命較長的焊膏（至少4小時），可以在一定程度上減輕這種影響。**，焊膏印錯的印制板清洗不充分，會使焊膏殘留于印制板表面及通孔中。在回流焊之前，被貼放的元器件重新對準、貼放，會使漏印焊膏變形，這也是造成焊球的原因之一。因此，應加強操作者和工藝人員在生產過程中的責任心，嚴格遵守工藝要求和操作規(guī)程，加強工藝過程的質量控制。
除了錫球問題，立碑現象也是SMT回流焊接中常見的問題之一。立碑現象是指矩形片式元件的一端焊接在焊盤上，而另一端則翹立，這種現象也被稱為曼哈頓現象。引起這種現象的主要原因是元件兩端受熱不均勻，導致焊膏熔化的先后不同。為了防止立碑現象的發(fā)生，上海桐爾公司建議從以下幾個方面進行改進：首先，元件的排列方向設計至關重要。在回流焊爐中，假設有一條橫跨爐子寬度的再流焊限線，一旦焊膏通過它就會立即熔化。如果片式矩形元件的一個端頭先通過再流焊限線，焊膏會先熔化并完全浸潤元件的金屬表面，形成液態(tài)表面張力；而另一端尚未達到183°C的液相溫度，焊膏未熔化，只有焊劑的粘接力，該力遠小于再流焊焊膏的表面張力，因此未熔化端的元件端頭會向上直立。因此，保持元件兩端同時進入再流焊限線，使兩端焊盤上的焊膏同時熔化，形成均衡的液態(tài)表面張力，是保持元件位置不變的關鍵。其次，在進行汽相焊接時，印制電路組件的預熱是否充分也會影響立碑現象的發(fā)生。汽相焊是利用惰性液體蒸汽冷凝在元件引腳和PCB焊盤上時釋放出的熱量來熔化焊膏。在生產過程中發(fā)現，如果被焊組件預熱不充分，經受一百多度的溫差變化，汽相焊的汽化力容易將小于1206封裝尺寸的片式元件浮起，從而產生立片現象。通過將被焊組件在高低箱內以145°C-150°C的溫度預熱1-2分鐘，然后在汽相焊的平衡區(qū)內再預熱1分鐘左右，**緩慢進入飽和蒸汽區(qū)焊接，可以有效消除立片現象。**，焊盤設計的質量也會對立碑現象產生影響。如果片式元件的一對焊盤大小不同或不對稱，會導致漏印的焊膏量不一致。小焊盤對溫度響應快，其上的焊膏易熔化；大焊盤則相反。因此，當小焊盤上的焊膏熔化后，在焊膏表面張力作用下，元件會被拉直豎起。焊盤的寬度或間隙過大，也可能出現立片現象。嚴格按標準規(guī)范進行焊盤設計是解決這一缺陷的先決條件。
通過以上分析，上海桐爾公司認為，SMT回流焊接中錫球和立碑現象的產生與多種因素有關，包括回流溫度曲線設置、金屬板設計結構、焊膏的選用與保存、生產過程中的操作規(guī)范以及焊盤設計等。通過優(yōu)化這些環(huán)節(jié)，可以有效減少錫球和立碑現象的發(fā)生，提高產品的焊接質量。
上海桐爾科技多年來一直致力于微組裝產線等方面的技術服務，主營：TR-50S 芯片引腳整形機,自動芯片引腳成型機,全自動搪錫機 ,超景深數字顯微鏡,AI顯微鏡，半鋼電纜折彎成型機,焊接機器人,AGV智能機器人,真空汽相回流焊等相關產品銷售
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