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SMT电子清洗剂合明科技介绍:焊锡珠产生的原因及处理

发布日期:2022-03-21 发布者:合明科技Unibright 浏览次数:355

SMT电子清洗剂合明科技介绍:焊锡珠产生的原因及处理


关键词:SMT电子清洗剂,工业清洗剂,焊锡珠,SMT制程,线路板,电路板,回流焊,PCBA,锡膏,印刷网板,焊锡膏,焊膏


清洗剂_洗板水_水基清洗剂_电路板清洗_半导体清洗_治具清洗_芯片清洗_助焊剂_助焊剂清洗_锡膏清洗_合明科技专注精密电子清洗技术20多年,是SMT贴装/DIP封装,功率半导体器件及芯片封装精密清洗工艺技术方案、产品、清洗设备提供商。精密电子清洗除焊后助焊剂、锡膏、焊膏、球焊膏、焊锡膏、锡渣等残留物。水基系列产品,精细化对应涵盖从半导体封装到PCBA组件终端,包括有水基和半水基清洗剂,碱性和中性的水基清洗剂等。具体表现在,在同等的清洗力的情况下,合明科技的兼容性较佳. 先进封装包括倒装芯片、WLCSP晶圆级芯片封装、3D IC集成电路封装、SiP系统级封装、细间距封装等等。



一、焊锡珠产生的原因及处理

焊锡珠( SOLDER BALL )现象是表面贴装(SMT)过程中的主要缺陷,主要发生在片式阻容元件(CHIP)的周围,由诸多因素引起。

锡珠可分为两类:一类出现在片式元器件一侧,常为一个独立的大球状(如下图);另一类出现在IC引脚四周,呈分散的小珠状。

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因素一:焊膏的选用直接影响到焊接质量

        焊膏中金属的含量、焊膏的氧化度,焊膏中合金焊料粉的细微性度都能影响焊珠的产生。

a.  焊膏的金属含量 

        焊膏中金属含量其质量比约为88%~92%,体积比约为50%。当金属含量增加时,焊膏的黏度增加,就能有效地抵抗预热过程中汽化产生的力。另外,金属含量的增加,使金属粉末排列紧密,使其在熔化时更容结合而不被吹散。此外,金属含量的增加也可能减小焊膏印刷后的“塌落”,因此,不易产生焊锡珠。

b. 焊膏的金属氧化度

        在焊膏中,金属氧化度越高在焊接时金属粉末结合阻力越大,焊膏与焊盘及元件之间就越不浸润,从而导致可焊性降低。实验表明:焊锡珠的发生率与金属粉末的氧化度成正比。一般的,焊膏中的焊料氧化度应控制在0.05%以下,最大极限为0.15%。

c. 锡膏中金属粉末的细微性  

        锡膏中粉末的细微性越小,锡膏的总体表面积就越大,从而导致较细粉末的氧化度较高,因而焊锡珠现象加剧。我们的实验表明:选用较细颗粒度的锡膏时,更容易产生焊锡粉。

d. 锡膏中助焊剂的量及焊剂的活性  

        焊剂量太多,会造成锡膏的局部塌落,从而使锡珠容易产生。另外,焊剂的活性小时,焊剂的脱氧化能力弱,从而也容易产生锡珠。免清洗锡膏的活性较松香型和水溶型锡膏要低,因此就更有可能产生锡珠。      

e. 其它注意事项

        此外,锡膏在使用前,一般冷藏在冰箱中,取出来以后应该使其恢复到室温后打开使用,否则,锡膏容易吸收水分,在再流焊锡飞溅而产生锡珠。

        因此,锡膏品牌的选用(工程评估)及正确使用(完全依照锡膏使用管理办法),直接影响锡珠的产生。


因素二:钢板(模板)的制作及开口

a. 钢板的开口

      我们一般根据印制板上的焊盘来制作钢板(模板),所以钢板的开口就是焊盘的大小。在印刷锡膏时,容易把锡膏印刷到阻焊层上,从而在再流焊时产生锡珠。因此,我们可以这样来制作钢板,把钢板的开口比焊盘的实际尺寸减小10%,另外,可以更改开口的外形来达到理想的效果。 

b. 钢板的厚度

      锡膏在印制板上的印刷厚度。锡膏印刷后的厚度是漏板印刷的一个重要参数,通常在0.08mm-0.20mm之间。锡膏过厚会造成锡膏的“塌落”,促进锡珠的产生。

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因素三:贴片机的贴装压力

       如果在贴装时压力太高,锡膏就容易被挤压到元件下面的阻焊层上,在回流焊时锡膏熔化跑到元件的周围形成锡珠。解决方法可以减少贴装时的压力,并采用合适的钢板开口形式,避免锡膏被挤压到焊盘外边去。 


因素四:炉温曲线的设置

        锡珠是在印制板通过回流焊时产生的,在预热阶段使锡膏和元件及焊盘的温度上升到120C—150C之间,减小元器件在回流时的热冲击,在这个阶段,锡膏中的焊剂开始汽化,从而可能使小颗粒金属分开跑到元件的底下,在回流时跑到元件周围形成锡珠。在这一阶段,温度上升不能太快,一般应小于2.0C/s,过快容易造成焊锡飞溅,形成锡珠。所以应该调整回流焊的温度曲线,采取较适中的预热温度和预热速度来控制锡珠的产生。 

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其他外界因素的影响:         

       一般锡膏印刷时的最佳温度为25℃±3 ℃ ,湿度为相对湿度40%-60%,温度过高,使锡膏的黏度降低,容易产生“塌落”,湿度过高,锡膏容易吸收水分,容易发生飞溅,这都是引起锡珠的原因。另外,印制板暴露在空气中较长的时间会吸收水分,并发生焊盘氧化,可焊性变差。


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针对电子制程精密焊后清洗的不同要求,合明科技在水基清洗方面有比较丰富的经验,对于有着低表面张力、低离子残留、配合不同清洗工艺使用的情况,自主开发了较为完整的水基系列产品,精细化对应涵盖从半导体封测到PCBA组件终端,包括有水基和半水基清洗剂,碱性和中性的水基清洗剂等。具体表现在,在同等的清洗力的情况下,合明科技的兼容性较佳,兼容的材料更为广泛;在同等的兼容性下,合明科技的清洗剂清洗的锡膏种类更多(测试过的锡膏品种有ALPHA、SMIC、INDIUM、SUPER-FLEX、URA、TONGFANG、JISSYU、HANDA、OFT、WTO等品牌;测试过的焊料合金包括SAC305、SAC307、6337、925等不同成分),清洗速度更快,离子残留低、干净度更好。



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以上为本公司一些经验的累积,因工艺问题内容广泛,没有面面俱到,只对常见问题作分析,随着电子产业的不断更新换代,新的工艺问题也不断出现,本公司自成立以来不断的追求产品的创新,做到与时俱进,熟悉各种生产复杂工艺,能为各种客户提供全方位的工艺、设备、材料的清洗解决方案支持。

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