波峰焊锡珠形成的原因及改善措施的介绍

波峰焊接后线路板上粘附的直径大于0.13mm或是距离导线0.13mm以内的球形状焊料颗粒都统称为锡珠球。锡珠球违反了小电气间隙原理，会影响到组装板的电气可靠性，IPC规定600mm2范围内不能出超超过5个锡珠。

如图：波峰焊生产后锡珠的直径存在一定的差异性，较小锡珠的直径在50um左右，而较大的锡珠直径可达到185um(超过标准要求0.13mm)，如果不在波峰焊后对锡珠进行人工清理，锡珠的数量难以直接符合IPC-A-610C的接收标准要求。波峰焊后锡珠的残留降低了焊接机的质量，增加了检验和返修的人工费用。如果出厂的PCBA还存在着没有被检查出来的锡珠，有可能会影响设备的正常运行，而引起严重后果。

因此，需要对波峰焊后锡珠的形成机理进行分析研究，对锡珠形成的主要影响因素进行分析，进行相应工艺改善，找到消除波峰焊后锡珠，提高质量可靠性的有效方法。下面由小晋给大家介绍波峰焊后锡珠的形成原因及改善措施。

波峰焊主要为如下4点过程：

1、喷涂系统：PCB插好针脚后入板进入助焊剂喷涂段，助焊剂通过喷雾的方式沉积在波峰焊接机区域。

2、冷却系统：焊接后PCB经历一小段环境温度冷却，焊料与插件针脚完成最终的焊接。

3、焊接系统：PCBA通过轨道斜角与向上涌的焊料接触，PCBA的PTH孔被焊料润温完成焊接。

4、预热系统：通过分段加热的方式，蒸发助焊剂，提前板面达到焊接温度。

锡珠的残留机理详解

锡珠的残留是由于阴焊油墨与锡珠间发生结合，所以锡珠残留机理详解：

1、对锡珠的结合界面观察分析。使用扫描电镜观察锡珠微观形貌，使用X射线能谱仪对锡珠表面进行EDS元素分析，结果如图1所示。

如图1可知，测试板经波峰焊后，在扫描电镜的背散射成像模式下(样品成分信息观察)，锡珠表面与阻焊表面均存在一层黑色异物，经元素分析未发现主要特征元素为C、AI、CI、Cu、Sn、C(碳)含量(75.02%)、O(氧)含量(21.12%)明显偏高，黑色异物可能为波峰焊后锡珠表面残留的助焊剂。

使用异丙醇对样品进行清洁后，再次观察锡珠表面形貌，结果如图2表示。

如图2，经异丙醇清洗后，锡珠表面焊料的形貌清晰，主要元素为O、Cu、Sn，说明波峰焊后的锡珠表面存在助剂包裹。使用粘附胶带，将锡珠拔除，使用扫描电镜观察锡珠底部及油墨面的形貌特征，如图3所示。

锡珠拔除后，从表面形貌及EDS元素分析结果可判断锡珠底部中心焊料，油墨面与焊料形貌对应的凹坑中心为阻焊油墨形貌，四周存在残留助焊剂，说明锡珠的产生原因焊料与PCB的阻焊油墨发生不良结合。

波峰焊接后锡珠残留的改善措施

锡珠的残留严重影响产品整机的可靠性，通过对锡珠的残留形态、波峰焊过程设备及残留机理分析，及实验结果，得到改善如下

(1)锡珠的残留状态：锡珠与油墨表面直接发生接触，冷却后被助焊剂包裹;

(2)锡珠产生的可能改善方式有：①PTH孔内焊料受水气等影响溅至油墨表面;②焊料回弹模型至油墨表面，小锡珠受重力较小被油墨粘附;③孔口焊料沿油墨表面流动，而被油墨粘附。

(3)通过阻焊油墨及助焊剂的实验表明，油墨的性质对锡珠的影响大，拒焊性能强的油墨产生锡珠的几率更小;清洗型助焊剂松香比重高，相较免清洗助焊剂，在脱离焊料时助焊剂仍然能够改变油墨的表面张力，防止油墨与焊料的粘附，降低锡珠的产生几率。

以上是今天波峰焊后锡珠残留的形成原因及改善措施分析为您介绍的相关信息。

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