SMT用焊锡膏使用过程中常见问题之原因分析报告

焊接短路经常出现在引脚较密的IC上或间距较小的片状元件间° ■焊膏过量:钢网厚度及开孔尺寸不恰％印刷支摻不平或支撑点分布太少.PCB的 平整性差及钢网的张力不符合标准和钢网淸洗没有按照规定.引起局部或者整体 锡厚。 ［建议对策］根抑:产品是否有细小元件选择不同厚度的钢网，根据测虽锡讲厚度的 CPK值.调整印刷机支採块及印刷速度.刮刀味力等参数.定时检査钢网张力符合 标准•根据产品选择适合的自动及手动淸洗钢网的方式和频率。 ■印刷偏移过大;PCB固定装宜不佳，机器手动或者自动定位及娇正精度差.一般卬 刷偏移址超出1/4焊盘以上判断为印刷偏移。 ［建议对策］调整印刷机固定装笛调整印刷精度及可重复性•増加PCB光识别能 力。 ■焊育埸边，包括以下三种： A） 印刷塌边 焊膏的粘度较低•触变性差，印刷后发生流动塌边：钢网孔壁粗糙有凸凹.印刷 时渗锡，脱膜时产生拉尖而产生类似的塌边现彖，刮刀压力过大造成锡膏成形破 坏。 ［建议对策］选择粘度适中的焊膏：采用激光切割或其它佼好的钢网：降低刮刀压 力. B） 贴装时的塌边 贴片机在贴装SOP x QFP . QFN、CSP类元件时.压力过大使焊膏外形变化 而发生塌边。 〔建议对策］调整贴装圧力及贴装商度。 C） 焊接加热时的塌边 回流预热升温过快.焊膏中的溶剂成分挥发速度过快.致使焊料颗粒被挤出焊区 而塌边。 〔建议对策］根据锡膏宜供应商提供的Profile参数（温度、时间）设宜炉温□ ■细间元件Pad的位臥 长度.宽度设汁与元件脚分布、尺寸不搭配。 ［建议对策1新产品试做开始时确认搭配是否符合PCB或者元件设计规范。 Top t 锡珠 Solder Ball

■在“SMT表血贴装”焊接制程中，焊锡珠的产生原因是蚩方回流焊的“温度. 时间、焊膏的质虽、印刷厚度,焊膏的组成及氧化度、钢网（模扳）的制作及开 口.焊膏是否吸收了水分.装贴斥力\"元器件及焊盘的可焊性、再流焊温度的设 宜、.以及其它外界环境的影响都可能是焊锡珠产生的原因。锡珠一般主婆发生在 Chip元件周围.尺寸一般在0. 2-0. limi之间.锡膏回温不充分・开封后造成吸潮 形成锡珠。 ［建议对策］模板的制作及开口。我们一般根据印制板上的焊盘來制作模板.所以 模板的开口就是焊盘的大小。在印刷焊膏时，容易把焊膏印刷到阻焊层上，从而 在再流焊时产生焊锡珠。因此，我们可以这样來制作模板.把模板的开口比焊盘 的实际尺寸减小】0%.另外.可以更改开口的外形來达到理想的效果c模板的 厚度决定了焊膏的印刷厚度，所以适半地减小模板的卑度也可以明显改善焊锡珠 现叙我们曾经进行过这样的实验：起先使用0・1 8 mm厚的模板.再流烬后 发现阻容元件旁边的焊锡珠比较严重•后來•重新制作了一张模板•厚度改为0・1 5mm,再流焊基木上消除了焊锡珠。 ■印刷匸艺的不确定性也是影响印刷质量的重雯因素•比如没有性能良好的印刷设 备.印刷方法不正确，刮刀压力等等制约因素。 ［建议对策］选择性能优良的卬刷设备，严格按照匸艺要求进行作业。确保印刷的 精确性，从而达到良好的焊接效果。 ■锡膏回温不充分，开封后造成吸潮c ［建议对策］按锡膏厂家规定的回温时间在室温条件下单独回温，也可通过锡膏搅 拌机可加速回温。 ■锡膏含氧量过多，锡粉颗粒度不好，锡粉氧化严重。 ［建议对策］选用锡膏生产控制条件好的厂商。 ■环境温度过岛或者湿度过大.般温度越斯，锡膏黏度就越小.湿度越大，吸湿 后的锡膏里面搀朵有水分在回流时也容易造成锡珠飞溅。 ［建议对策］生产环境温度控制在25+七，湿度控制在50舒-10紀 ■回流焊预热不充分.在进入焊接区前的板面温度与焊接区温度有较大落差•即在 预热后段至焊接开始阶段升温过快导致溅锡产生了锡珠：另预热升温太快，锡彥 发生热坍塌，被挤岀的部分锡膏在回流时无法拉回而产生了锡珠。 〔建议对策】按照锡膏供应商建议的炉温曲线调配炉温。 ■ PCB在印刷或搬运过程中•有油渍或水分粘到Pad上。 〔建议对策］严格管控作业，在生产时尽址不人为移动PCB ,或者帶于•套拿板边。 ■焊锡膏中助焊剂木身调配不合理有不易挥发溶剂或液体添加剂或活化剂。 〔建议对策］耍求供应商支持解决.严格控制原材料。 ■印刷后的锡膏被过度挤压造成形状的严重破坏. ［建议对策］控制贴片压力或者人为因素。 ■ PCB焊盘设计不当、Stencil JF孔及厚度设计不当。 ［建议对策］更改这方面的设il （钢网开防锡珠设汁），使元件与印刷的锡禅很好 的搭配。 Top t 焊后板面有较多残留物

扳而较弱残留物的存在•既影响了板而的光洁程度.对PCB木身的电气性也有一定的影 响：主婆廉因有以下两个方而。 ■在推广焊锡膏时.不了解客户的扳材状况及客户的翌求.或其它原因造成的选型 错误：例如:客户婆求是要用免淸洗无残留焊锡膏，而锡膏生产厂商提供了松香树 脂型焊锡膏.以致客户反映焊后残留较炙•在这方面焊膏生产厂商在推广产品时应 该注总到。 ■焊锡脅中松香树脂含虽过多或其品质不好：这应该是焊锡膏生产厂商木身的技术 问題。 Top t 印刷时出现拖尾.粘连.图像模糊等问题 印刷在匸艺控制过程中显得尤其重要.这里针对印刷问题做

如下I纲述。

■锡膏的」:艺选型不对，锡膏触变性差.或者是焊锡彥保存不、”1或者已过使用期限 粘性被破坏等。 ［建议对策］根据自身之工艺条件选择适合黏度等级和锡粉颗粒型号的锡膏•按规 定保存和使用锡膏 ■锡膏中的金属成份偏低.助焊剂成份比例偏高所致。 〔建议对策］锡粉与助焊剂重虽比及体枳比应在规定范用内调配C ■刮刀材质、长度选用不、S刮刀损坏，刮刀水平不好，印刷机固定装宜松动或者 不平。 ［建议对策］检査涮整刮刀•选用合适的刮刀，调整印刷机固定装宜。 ■卬刷机参数设宜不佳，印刷机参数包括印刷速度、刮刀压力、脫膜距离及速度. 清洗频率及清洗方法。 〔建议对策］根据产品特性调整印刷参数C ■网板与基扳的吻合间隙太大，适成渗锡C ［建议对策］用于•指敲击检査钢网跟基扳的密合度，调整网板与基板之间的间隙。 ■锡膏在使用前未充分搅拌，锡膏混合不均匀。 ［建议对策］使用搅拌机搅拌（2-3分钟）.于•动搅拌（3-5分钟，60-80次/分 钟）时注意将锡膏整体搅拌。 ■钢网制作精度差.孔壁粗糙不平。 〔建议对策］选择设备较好的钢网供应商•或者使用较好的钢网.钢网有蚀刻.激 光、电铸三种。 Top t 焊点上锡不饱满

■焊膏中助焊剂的活性不够，未能完全去除PCB焊盘或SMD焊接位的氧化物。PCB 焊盘或

SMD焊接位有较严巫氧化现仗：在过回流焊时预热时间过长或预热溫度过 焊点光亮度的一些因素。

■将不含银（或含银少）焊膏焊后的产品焊点和含银（或含银女）焊膏焊后的产品 焊点相比较肯定会有些差距.这就要求客户在选择焊锡膏时向供应商说明其烬点 的婆求。 ■焊膏中锡粉有氧化现象.这要求供应商提供尚纯度的煤料粉制作的锡育。 ■焊膏中焊剂木身添加消光剂•特殊产品只提供给有特殊要求的客户。 ■焊后有松香或有色树脂的残留存在焊点的表面，特别是选用松香型焊膏时.虽然 说松香型焊剂和免清洗焊剂相比会使焊点稍微光亮，但其残留物的存在往往会影 响这种效果，特别是在较大焊点或IC脚部位更为明显：但焊后有淸洗.焊点光 泽度应有所改善C ■回流时间过长，预热温度太低也会适成焊点变色，可増加氮气保护。 ■回流时可通过増加峰值温度和加速冷却來改善焊点的亮度。 我司目前常用锡膏主要有如下几个种类.所有产甜都属于自主研发.生产•井具 备自主知识产权c有铅系列主耍有UB915S, UB916S. UB926丄无铅系列有UB98013, UB9S02臥UB9803花UB9803-L, CB9805礼 由于铅具有良好的光泽，焊接后的焊点 光亮度比无铅焊膏表面看起來婆好。从SMT I：艺角度來看并不能仅仅从外观去判 定焊接产品焊点的好次。无铅焊接的匚艺条件相对有铅锡膏來讲要更严格（比如 印刷.SMT贴片，回流炉性能.温度参数以及其它环境丙素等〉都是保证良好焊接 性的重雯因素。 Top f 焊后元件立碑

“焊后元件立碑”是SMT焊接工艺中特有的一个现象,比较容易立碑为0102和0201 之Chip小元件，如果0805等枚大元件有立碑现彖一般为元件氧化或者偏位严重。立碑 的力学丿京理就是Chip零件两端受力不平衡所致.不平衡产生原因有六，如下： ■卬刷锡膏虽不均，印刷精度不稳定.钢网开孔以及印刷参数设習不十。还包括贴 装偏移，电极尺寸和浸润性，温度上升差异性，以及焊膏的性能等诸多方血制约。 ［建议对策］选择合适的钢网厚度控制锡址.保证钢网张力正常，PCB支撑稳固. 印刷精度和可重复性好 ■贴片机元件吸着不稳以及贴装粘度不髙，造成贴装不平及位移，导致零件在 Reflow娇正位匱时产生突然的不均衡力。 ［建议对策］检査吸嘴真空无界常以及Feeder进料准确.提升贴片的精度： ■ Profile设宜不熔化之前升温过快使元件两端受热不均.融化有先后.另氮 气炉含氧虽过低导致熔锡润湿力过强。预热温度设置较低.预热时间设迓较短. 元件两端焊膏不同时熔化的概率就大大增加，从而导致两端张力不平衡形成“立 碑” •因此姿正确设辻预热期匸艺参数。根据我们的经验，预热温度一般150十10C 时间为60-90秒左右。 ［建议对策］増加恒温时间.降低升温斜率.控制氧含虽.不使用氮气 ■元件端电极或PCB PAD可焊性差，Chip两端在锡熔化时的锡爬升力度不一致导 致拉力不均。 〔建议对策］此为物料电极氧化，更换物料0K ■ PCB设计不佳.SHT的组装质址与PCB焊盘设计有直接的、十分重要的关系。如果 PCB焊盘设汁正确，贴装时少虽的歪斜可以在再流焊时，由于熔融焊锡表而张力的 作用而得到纠正（称为自定位或自枝正效应）。相反.如果PCB焊盘设讣不正确. 即使贴装位迓十分准确.再流焊后反而会出现元件位置備移.立碑•吊桥等焊接 缺陷。 ［建议对策］为J'满足焊点的可畀性耍求，PCB焊盘设汁应学握以下关键要素： 1. 对称性——两端焊盘必须对称.才能保证熔融焊锡表面张力平衡。 2. 焊盘间护--确保元件端头或引脚与焊盘恰十的搭接尺寸。焊盘间距过大或过小 都会引起焊接缺陷 3. 焊盘剩余尺寸 ——元件端头或引脚与焊盘搭接后的剩余尺寸必须保证焊点能够 形成弯月面c 4. 焊盘宽度一一应与元件端头或引脚的宽度基木一致。锡膏在使用前没有很好回 温.搅拌时间不够.或者锡膏暴露在空气中时间过长也会彩响锡膏特性。 ■锡商未充分搅拌，导致助焊剂分布不均.或者及润湿时间不够，去除氧化能力不 够。 ［建议对策］将锡膏充分搅拌.适、”1増加活性区段时间