波峰焊时如何防止锡珠的产生

波峰焊时如何防止锡珠的产生

线路板在进行波峰焊接后，焊接面上会出现锡珠。而下述的线路板组装技术的发展趋势将使这种焊接缺陷越来越成为一个严重的问题：

线路板上元器件和IC引脚之间的间距越来越小，使得线路板更容易因为锡珠产生短路

焊接面上越来越多的贴片元件致使更多地使用托盘在波峰焊上进行选择性焊接

由于无铅焊料的使用，焊接温度更高

波峰焊更多地使用氮气氛以减少锡渣并改善工艺窗口

过去，大部分锡珠会在焊接后清洗线路板时被洗掉，而随着免清洗焊膏的使用，不再需要清洗过程，锡珠问题就不可避免了。

对于许多电子控制系统，如汽车上的安全气囊和其他汽车电子系统，锡珠的出现（可能会造成短路）会影响驾驶安全。

锡珠的形成原因

锡珠是在线路板离开液态焊锡的时候形成的。当线路板与锡波分离时，线路板会拉出锡柱，锡柱断裂落回锡缸时，溅起的焊锡会在落在线路板上形成锡珠。因此，在设计锡波发生器和锡缸时，应注意减少锡的降落高度。小的降落高度有助于减少锡渣和溅锡现象。

氮气的使用会加剧锡珠的形成。氮气氛能防止焊锡表面形成氧化层，增加了锡珠形成的概率，同时，氮气也会影响焊锡的表面张力。

锡珠形成的第二个原因是线路板材和阻焊层内挥发物质的释气。如果线路板通孔的金属层上有裂缝的话，这些物质加热后挥发的气体就会从裂缝中逸出，在线路板的元件面形成锡珠。

锡珠形成的第三个原因与助焊剂有关。助焊剂会残留在元器件的下面或是线路板和搬运器（选择性焊接使用的托盘）之间。如果助焊剂没能被充分预热并在线路板接触到锡波之前烧尽，就会产生溅锡并形成锡珠。因此，应该严格遵循助焊剂供应商推荐的预热参数。

阻焊层

锡珠是否会粘附在线路板上取决于基板材料。如果锡珠和线路板的粘附力小于锡珠的重力，锡珠就会从就会从线路板上弹开落回锡缸中。

在这种情况下，线路板上的阻焊层是个非常重要的因素。比较粗燥（rough）的阻焊层会和锡珠有更小的接触面，锡珠不易粘在线路板上。在无铅焊接过程中，高温会使阻焊层更柔滑（softer），更易造成锡珠粘在线路板上。

行业标准及规定

一些行业标准对锡珠进行了阐释。分类从MIL-STD-2000标准中的不允许有锡珠，到IPC-A-610C标准中的每平方英寸少于5个。

在IPC-A-610C标准中，规定最小绝缘间隙0.13毫米，直径在此之内的锡珠被认为是合格的；而直径大于或等于0.13毫米的锡珠是不合格的，制造商必须采取纠正措施，避免这种现象的发生。为无铅焊接制订的最新版IPCA-610D标准没有对锡珠现象做清楚的规定。有关每平方英寸少于5个锡珠的规定已经被删除。但有关汽车和军用产品的标准则不允许出现任何锡珠，所以线路板在焊接后必须被清洗，或将锡珠手工去除。

防止锡珠的产生

欧洲一个研究小组的研究表明,线路板上的阻焊层是影响锡珠形成最重要的一个因素。在大多数情况下，选择适当的阻焊层能避免锡珠的产生。使用一些特殊设计的助焊剂能帮助避免锡珠的形成。另外，要保证使用足够多的助焊剂，这样在线路板离开波峰的时候，会有一些助焊剂残留在线路板上，形成一层非常薄的膜，以防止锡珠附着在线路板上。同时，助焊剂必须和阻焊层相兼容，助焊剂的喷涂必须采用助焊剂喷雾系统严格控制。

以下建议可以帮助您减少锡珠现象：

尽可能地降低焊锡温度

使用更多地助焊剂可以减少锡珠，但将导致更多的助焊剂残留

尽可能提高预热温度，但要遵循助焊剂预热参数，否则助焊剂的活化期太短

更快的传送带速度也能减少锡珠