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SMT工藝知識(shí)：錫珠的原因與防治
日期：2025-05-15 05:33
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SMT工藝知識(shí)：錫珠的原因與防治
錫珠是一種可能造成短路的缺陷，它可以通過減少沈淀在印刷電路板(PCB)上的錫膏量來大大地減少。
在討論錫珠(solder beading)的時(shí)候，我們首先要準(zhǔn)確地定義SMT缺陷。錫珠是在已經(jīng)回流焊接的板上發(fā)現(xiàn)的，你可以一眼看出它是一個(gè)大的錫球，鑲嵌在一灘位置緊靠離散組件的助焊劑里面，這些組件具有非常低的離地高度，諸如片狀電阻與電容、薄的小外形封裝(TSOP)、小外形晶體管(SOT)、D-PAK晶體管、和電阻組合件。由于其位置與這些組件的關(guān)系，錫珠經(jīng)常被叫做”衛(wèi)星”。由于明顯的理由，錫珠有時(shí)也叫做”片狀中部擠壓出的球”，或者類似的東西。與錫珠比較，錫球(solder balling)的特征是一些微小的球沿著助焊劑殘留的外圍集結(jié)，或者這些球黏在密間距(fine-pitch)焊盤和阻焊的周圍。
基本上，錫珠可能形成從一個(gè)組件端子到另一個(gè)的錫”橋”，因此造成設(shè)計(jì)上沒有的電氣連接。這會(huì)引起短路的危險(xiǎn)，如果震動(dòng)造成錫珠松散和移動(dòng)，短路可能發(fā)生在錫珠原來形成的地方，或者在裝配上的任何地方。雖然即使錫珠出現(xiàn)上面的情況，短路也不一定發(fā)生，但是錫珠仍然是一個(gè)應(yīng)該盡量減少或消滅的缺陷。
錫珠是怎樣發(fā)生的？
在討論實(shí)際的錫珠原因之前，我們來一步步分析：
（1）錫膏印刷在電路板上的焊盤上。
（2）在組件貼裝期間，一些焊錫被擠到組件下面，并且從焊盤上的焊錫脫離。
（3）在回流期間，夾陷在組件下面的焊錫不流回到焊盤。反過來，它的內(nèi)聚性能(表面張力)使它形成一個(gè)大的錫球(珠)。
（4）冷卻焊錫的表面張力將組件拉近到焊盤。再組件被往下拉的時(shí)候，錫珠擠出邊緣并停留在那里。
由于過大的刮刀壓力或在范本與PCB之間不適當(dāng)?shù)拿芊?，造成范本底下的錫膏泄漏，這樣也可能發(fā)生錫珠。這些錫膏轉(zhuǎn)移到開孔尺寸以外的PCB上。在回流的時(shí)候，它可能以錫珠的形式留在與組件開孔鄰近的PCB上。
錫珠為什么發(fā)生
簡單地說，錫珠通常是與過多的錫膏沈淀有關(guān)，由于它缺乏”軀體”，被擠壓到離散組件下面，然后如上所述形成錫珠。錫珠，作為一個(gè)常見的焊接缺陷，其出現(xiàn)的增加可以歸咎根源到免洗錫膏使用的增加。在九十年代早期，基于松香的RMA錫膏還很流行的時(shí)候，錫珠是一個(gè)不常見的缺陷?；谒上愕腻a膏比免洗錫膏更不容易被擠到組件的身體下面；免洗錫膏比RMA錫膏具有較少的保護(hù)材料，沒有這些較厚錫膏的剛性或質(zhì)地。因此，當(dāng)片狀元件貼裝到免洗錫膏內(nèi)時(shí)，錫膏更容易擠到組件下面。當(dāng)沈積的錫膏過多時(shí)，更容易發(fā)生擠出。
就像錫球有許多原因一樣，也有一些因素導(dǎo)致或促使錫珠的形成：
（1）范本開孔與焊盤之間的不對準(zhǔn)可能導(dǎo)致錫膏印在板的阻焊層上，形成錫珠。
（2）操作員不注意可能在企圖擺正放偏的組件時(shí)將錫膏送到阻焊層上。通常在回流之前企圖移動(dòng)組件是不明智的。擰動(dòng)員件的貼裝位置，通常用鑷子，可能導(dǎo)致短路或空洞。相反，應(yīng)該讓錫膏和回流爐來浮動(dòng)組件到焊盤上去，使組件位置擺正。
（3）磨損的設(shè)備、范本和刮刀以及彎曲的電路板或模板擦摸不夠也都可能造成錫珠和微小的錫球。
實(shí)驗(yàn)方法
雖然錫珠通常是應(yīng)用有關(guān)的，使用中的錫膏可能影響它。因此，重要的是開發(fā)一套試驗(yàn)方法來決定是否一種特定的錫膏比其他的更可能出現(xiàn)錫珠?；旧?，這個(gè)試驗(yàn)應(yīng)該得到*多數(shù)量的錫膏。一些錫膏制造商使用試驗(yàn)方法來開發(fā)大大減少錫珠形成的錫膏。當(dāng)試驗(yàn)一種錫膏對錫珠的傾向性時(shí)，應(yīng)該使用1:1比率的對焊盤的開孔。6mil范本的試驗(yàn)板組裝著放錯(cuò)的組件以及正確放置的組件。*常見的，使用1206電容或電阻，以足夠的壓力貼裝，造成積壓到阻焊層上。在回流過程中，使用一個(gè)線性的回流溫度曲線，減少長期保溫可能減少錫珠的作用。這些變化幫助決定哪些錫膏配方傾向于形成錫珠。然后，是一個(gè)簡單的過程，通過錫珠的數(shù)量和尺寸來評估每塊板和相應(yīng)的錫膏。
防止方法：
錫珠是可能由幾個(gè)起作用的因素所造成的一個(gè)現(xiàn)象?？墒?，在幾乎每種情況中，通過減少沈積在PCB上的錫膏量都可以減少或消除錫珠。另外，錫膏在焊盤上的位置也是重要的。防止錫珠的一個(gè)可行的辦法是通過修改模板的設(shè)計(jì)，即減小模板厚度、使用向下臺(tái)階的區(qū)域、和在尺寸和形狀上減小開孔。
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