消除免洗PCB中的锡珠ByTerryBasye,WaltBeltz,TerryRose,MarySmoot,CaryWilliams,RossB.Berntson,KelvinHoandDavidW.Sbiroli本文介绍，一种U形模板开孔确定的锡膏沉淀可以防止锡珠的形成。焊锡由各种金属合金组成。由印刷电路板(PCB)装配商使用的锡/铅合金(Sn63/Pb37)是锡膏和用于波峰焊接的锡条或锡线的典型粉末。在PCB上不是设计所需的位置所找到的焊锡包括锡尘(solderfine)、锡球(solderball)和锡珠(solderbead)。锡尘是细小的，尺寸接近原始锡膏粉末。对于-325~+500的网目尺寸，粉末直径是25-45微米，或者大约0.0010-0.0018"。锡尘是由颗粒的聚结而形成的，所以大于原始的粉末尺寸。锡珠(solderbeading)是述语，用来区分一种对片状元件独特的锡球(solderballing)(图一)1。锡珠是在锡膏塌落(slump)或在处理期间压出焊盘时发生的。在回流期间，锡膏从主要的沉淀孤立出来，与来自其它焊盘的多余锡膏集结，或者从元件身体的侧面冒出形成大的锡珠，或者留在元件的下面。图一、锡珠IPC-A-610C将0.13mm(0.00512")直径的锡球或每600mm2(0.9in2)面积上少于五颗分为第一类可接受的，并作为第二与第三类的工艺标记2。IPC-A-610C允许“夹陷的”不干扰最小电气间隙的锡球。可是，即使是“夹陷的”锡球都可能在运输、处理或在一个振动应用的最终使用中变成移动的。锡球已经困扰表面贴装工业许多年。对于只表面贴装和混合技术的PCB，锡珠在许多技术应用中都遇到。查明相互影响和除掉锡珠的原因可以改善合格率、提供品质、提高长期的可靠性、和降低返工与修理成本。锡珠的原因人们已经将锡珠归咎于各种原因，包括模板(stencil)开孔的设计、锡膏的成分、阻焊层的选择、模板清洁度、定位、锡膏的重印、焊盘的过分腐蚀、贴片压力、回流温度曲线、波峰焊锡的飞溅、和波峰焊锡的二次回流。3-5模板开孔的设计模板开孔的形状是在免洗锡膏应用中的一个关键设计参数。形成一个具有良好焊脚的高质量可靠的焊接点要求有足够的锡膏。过多的锡膏沉淀是锡珠的主要原因。为了解决在片状元件上的锡珠问题，已经推荐了各种模板设计形式。最流行的是homeplate开孔设计(图二)。据说这种homeplate设计可以在需要的地方准确地提供锡膏，从片状元件的角上去掉过多的锡膏。可是，homeplate设计带来锡膏的粘附区域不足的问题，造成元件偏位。锡膏提供很小的与零件接触的面积。一个贴装50%偏位的零件与湿润的锡膏接触的面积甚至更少。除此而外，homeplate设计不能消除片状元件下面和相邻位置的锡珠。锡膏还是直接在元件的中间出现，从这里它可能在回流期间转移到不希望的位置。在探讨各种形状的模板开孔期间，在片状元件下面出现过多锡膏的模板设计包括：homeplate模板(图二)比矩形片状元件焊盘形状减少85%的模板(图三)对片状元件的T形开孔模板(图四)图二、Homeplate开孔模板图三、减少85%的模板图四、T形开孔模板homeplate模板减少在片状元件上的锡珠数量，但是不能完全消除。减少85%的模板有80%的片状元件出现锡珠。T形模板可去掉50%的锡珠。因此，这三种模板没有哪个可以持续地消除锡珠，同时在装配期间提供足够的粘附力来将元件固定在位。锡膏配方较新一代的锡膏提供较长的模板寿命、提高粘性时间、松脆与持续的印刷清晰度、对各种板和元件金属的良好的可焊性、以及测试探针可测试残留物。可是，如果模板设计与回流曲线没有适当地考虑，需要用来获得这些特性的溶剂与活性剂成分也可能增加锡珠出现机会。阻焊层的选择阻焊涂层可以影响到锡膏。阻焊层类型与锡珠出现频率的关系从过去的经验上看是明显的。阻焊层可以有一种不光滑的或光滑的表面涂层。不光滑的涂层倾向于产生较少的锡珠，因为它提供对残留的立足之地，因而减少残留的扩散。光滑的涂层产生较多的锡珠，因为助焊剂在液态时可能更容易扩散。模板清洁度模板底面的弄脏可能造成锡珠和锡桥。可能的原因包括过高的刮刀(squeegee)压力、不经常与不正确的模板底部擦拭或圆顶状焊盘的密封差，圆顶状焊盘是在使用热风焊锡均涂法(HASL)对板进行表面涂敷时形成的。定位印刷的定位对维持良好的工艺持续性是关键的。锡膏对准不好可能造成锡桥、在焊盘与阻焊之间间隙...
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