SMT工艺级常见问题分析)

焊膏知识：SMT锡膏常见问题分析

来源：本站编辑发布日期：2010-7-26 阅读次数：109 次

在焊锡膏的使用过程中，从锡膏的印刷、SMD的贴装到回流焊，我们经常会遇到各种各样的问题，这些问题经常困扰着焊锡膏的使用者，如何去分析并解决这些问题，也成了我们锡膏生产厂商的一个课题；所以锡膏生产厂商不断地加强行销人员的专业素质及业务水平是很有必要的，在产品交付用户后，协助用户来妥善地、及时地处理这些问题，也能够体现出供应商的服务力度。在这里，我们深圳市汉津科技发展有限公司总结多年ＳＭＴ锡膏研发、生产经验，简单地介绍几种常见的问题及原因分析，也是以往的工作中在服务客户时经常遇到的问题，仅供阅读者及用户参考：

（一）、双面贴片焊接时，元器件的脱落

双面焊接在SMT表面贴装工艺中越来越常见，一般情况下，使用者会先对第一面进行印刷、贴装元件和焊接，然后再对另一面进行加工处理，在这种工艺中，元件脱落的问题，不是很常见；而有些客户为了节省工序、节约成本，省去了对第一面的先焊接，而是同时进行两面的焊接，结果在焊接时元件脱落就成为一个新的问题。这种现象是由于锡膏熔化后焊料对元件的垂直固定力不足，主要原因有：

1、元件太重；

2、元件的焊脚可焊性差；

3、焊锡膏的润湿性及可焊性差；

其中第一个原因的解决我们总是放在最后，而是先着手改进第二和第三个原因，如果改进了第二和第三个原因，此种现象仍然存在的话，我们会建议客户在焊接这些脱落的元件时，应先采用红胶固定，然后再进行回流和波峰焊接，问题基本可以解决。

（二）、焊接后PCB板面有锡珠产生：

这是在SMT焊接工艺中比较常见的一个问题，特别是在使用者使用一个新的供应商产品初期，或是生产工艺不稳定时，更易产生这样的问题，经过使用客户的配合，并通我们大量的实验，最终我们分析产生锡珠的原因可能有以下几个方面：

1、PCB板在经过回流焊时预热不充分；

2、回流焊温度曲线设定不合理，进入焊接区前的板面温度与焊接区温度有较大差距；

3、焊锡膏在从冷库中取出时未能完全回复室温；

4、锡膏开启后过长时间暴露在空气中；

5、在贴片时有锡粉飞溅在PCB板面上；

6、印刷或搬运过程中，有油渍或水份粘到PCB板上；

7、焊锡膏中助焊剂本身调配不合理有不易挥发溶剂或液体添加剂或活化剂；

以上第一及第二项原因，也能够说明为什么新更换的锡膏易产生此类的问题，其主要原因还是目前所定的温度曲线与所用的焊锡膏不匹配，一定要按锡膏厂家推荐的锡膏能够适应的温度曲线图指导生产；第三、第四及第六个原因有可能为使用者操作不当造成；第五个原因有可能是因为锡膏存放不当或超过保质期造成锡膏失效而引起的锡膏无粘性或粘性过低，在贴片时造成了锡粉的飞溅；第七个原因为锡膏供应商本身的生产技术而造成的。

（三）、焊后板面有较多残留物：

焊后PCB板面有较多的残留物也是客户经常反映的一个问题，板面较多残留物的存在，既影响了板面的光洁程度，对PCB本身的电气性也有一定的影响；造成较多残留物的主要原因有以下几个方面：

1、在推广焊锡膏时，不了解客户的板材状况及客户的要求，或其它原因造成的选型错误；例如：客户要求是要用免清洗无残留焊锡膏，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多。在这方面焊膏生产厂商在推广产品时应该注意到。

2、焊锡膏中松香树脂含量过多或其品质不好；这应该是焊锡膏生产厂商的技术问题。（四）、印刷时出现拖尾、粘连、图象模糊等问题：

这个原因是印刷过程中经常会碰到的，经过总结，我们汉津公司发现其主要原因有以下几个方面：

1、焊锡膏本身的粘性偏低，不适合印刷工艺；这个问题有可能是焊锡膏的选型不对，也有可能是焊锡膏已过使用期限等，可以协调供应商解决。

2、印刷时机器设定不好或操作工操作方法不当造成的。如刮刀的速度和压力等设置不当很有可能会影响印刷效果，另外，操作工人的熟练程度（包括印刷时的速度、压力、反复印刷等）对印刷效果也有很大的影响。

3、网板与基板的间隙太大；

4、锡膏溢流性差；

5、锡膏使用前未充分搅拌，造成锡膏混合不均匀；

6、在用丝网印刷时，丝网上乳胶掩膜涂布不均匀；

7、焊锡膏中的金属成份偏低，即焊剂成份比例偏高所致；

（五）、焊点上锡不饱满：

焊点上锡不饱满的原因主要有以下几个方面：

1、焊锡膏中助焊剂的活性不够，未能完全去除PCB焊盘或SMD焊接位的氧化物质；

2、焊锡膏中助焊剂的润湿性能不好；

3、PCB焊盘或SMD焊接位有较严重氧化现象；

4、在过回流焊时预热时间过长或预热温度过高，造成了焊锡膏中助焊剂活性失效；

5、如果是有部分焊点上锡不饱满，有可能是焊锡膏在使用前未能充分搅拌助焊剂和锡粉未能充分融合；

6、回流焊焊接区温度过低；

7、焊点部位焊膏量不够；

（六）、焊点不光亮：

在SMT焊接工艺中，一般客户对焊点都有光亮程度的要求，虽然说这也是平时工作中所存在的一个问题，但它很多时候只是客户主观上的一种意识，或者说只有通过比较才能得出焊点亮或不亮的结论，因为焊点的光亮程度是没有标准可依的；大致来讲，造成焊点不光亮的原因有以下几个：

1、如果把不含银的焊锡膏焊后的产品和含银焊锡膏焊后的产品相比较肯定会有些差距，这就要求客户在选择焊锡膏时应向供应商说明其焊点的要求；

2、焊锡膏中锡粉有氧化现象；

3、焊锡膏中助焊剂本身有造成消光效果的添加剂；

4、焊后有松香或树脂的残留存在焊点的表面，这是我们在实际工作中经常会见到的现象，特别是选用松香型焊锡膏时，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；如果焊后能清洗，相信焊点光泽度应有所改善；

5、回流焊时预热温度较低，有不易挥发物残留存在焊点表面；

（七）、元件移位：

“元件的移位”是焊接过程中出现其它问题的伏笔，如果在进入回流焊前未能检出有此问题，将导致更多的问题出现，元件移位的主要原因有以下几个方面：

1、锡膏的粘性不够，经过搬运振荡等造成了无件移位；

2、锡膏超过使用期限，其中助焊剂已变质；

3、贴片时吸嘴的气压未调整好压力不够，或是贴片机机械问题，造成元件安放位置不对；

4、在印刷、贴片后的搬运过程中，发生振动或不正确的搬运方式；

5、焊膏中焊剂含量太高，在回流焊过程中焊剂的流动导致元器件移位；

（八）、焊后元件竖碑：

和其它的焊接方式相比，“焊后元件竖碑”是SMT焊接工艺中特有的一个现象，而且这个问题也会经常遇到，经过分析我们认为出现此问题的主要原因有以下几个方面：

1、回流焊温度区线设定不合理，在进入焊接区前的干燥渗透工作未做好，使PCB上仍然存在“温度梯度”，在焊接区造成各焊点上锡膏熔化时间不一致，从而导致元件两端所承受的应力大小不同，这样就造成了“竖碑”的现象；

2、在回流焊时预热温度过低；

3、焊锡膏使用前未充分搅拌，锡膏中助焊剂分布不均匀；

4、在进入回流焊焊接区前有元件产生了错位；

5、SMD元件的可焊性较差时也有可能会导致此现象的出现。

总结：

随着科技的发展工艺越来越普及，但是随之而来的是各种问题的出现，如果不能很好地预防和解决这些问题，将会影响到以后的发展；这也就要求在与工艺配合的每一个环节，尽可能多地了解的特点及各种问题的解决对策，与工艺相关的人士，包括焊锡膏的制造商的制造商工艺使用者设备供应商等都应尽可能掌握更多的专业知识，只有通过各行业持续有序地配合工艺才有可能长期提高与发展。

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焊膏的印刷技术

来源：本站编辑发布日期：2010-7-27 阅读次数：52 次

焊膏的印刷方式有两种：一种是采用丝网印刷，另一种是采用金属漏版印刷。由于丝网印刷不能保证焊膏的透网及顺利脱网，故金属漏版印刷方式已经成为焊膏印刷的主流。

1、金属漏版制作

制作漏版的材料一般有黄铜和不锈钢，材料的厚度为0.15~0.3mm，漏版要求耐磨，窗孔开口孔壁光滑平整无锯齿。焊膏渗透性好，漏版拉伸小，回弹性好。

不锈钢漏版有许多优点，如硬度、应力承受、蚀刻质量、印刷效果与使用寿命都优于黄铜版式。

不锈钢制作漏版有两种：即蚀刻法和激光切割法。蚀刻法相似于双面印制板的加工，即两面通过光敏抗蚀剂制作出双面图形，再进行双面蚀刻出窗孔，加工容易成本低，蚀刻断面不平滑且精度低，窗口截面形状成为两头大中间小的鼓形，不利于焊膏的释放。而激光切割法可以得到孔壁平直或有利于焊膏脱离漏版的小锥度窗孔，其孔壁较为粗糙，可以通过电抛光或者镀镍方法使开孔内壁光滑一致，但加工价格较高。

金属漏版可分为刚性版和柔性版2种，刚性版因为没有伸张性和回弹力只能进行接触印刷，而柔性版是把金属漏版用高强度的快干胶粘贴在不锈钢丝网印刷区域内，待干透后用刻刀划去该区域内的胶膜，露出印刷窗孔，由于是柔性的，故有一定的伸张性和回弹性，既可用于接触印刷，又可用于非接触印刷。

2、刮板

刮板可采用各种硬度的橡胶刮板和金属刮板,其刀口一般有三种形状：锐角、直角和平角。当印刷网距小于0.3mm时，金属刮板是最佳的材料。而聚氨酯刮板会被压入到漏版开孔内，而把焊膏挖走，使得焊膏的高度不一致。金属刮板经镀镍和聚四氟乙烯特殊处理后可获得更加理想的印刷品质。经镀镍处理后的刮刀更容易使焊膏从刮板表面释放。经聚四氟乙烯涂层处理可使刮板表面更光滑，延长漏版使用寿命。聚氨脂刮板对于较小窗孔可以提供理想的印刷效果。当印刷只有0.13mm宽度的窗孔开口时，金属刮板趋于横向剪切焊膏，而聚氨脂刮板则趋于推动焊膏进入漏版开孔，使焊膏得以顺利地沉积在焊接盘上。

3、刮板刮印压力

刮板的刮印压力要根据实际生产产品的要求，如对漏版厚度、窗孔孔径大小以及焊膏的粘度进行选择，还要考虑到刮板的硬度，对于精细间距印刷采用硬度较高的刮板，甚至使用金属刮板，刮板压力与刮板硬度成反比，而与漏版的厚度和焊膏的粘度成正比，刮印压力一般为（0.03~0.05）kg/mm2.

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锡膏知识

来源：本站编辑发布日期：2010-7-27 阅读次数：66 次

一、锡膏介绍：

1. 锡膏的成份、类型：

1.1 锡膏由锡粉及助焊剂组成：

1.1.1 根据助焊剂的成份分为：松香型锡膏、免洗型锡膏、水溶性型锡膏。

1.1.2 根据回焊温度分：高温锡膏、常温锡膏、低温锡膏。

1.1.3 根据金属成份分：含银锡膏、非含银锡膏、含铋锡膏。

2. 锡膏中助焊剂作用：

2.1 除去金属表面氧化物。

2.2 覆盖加热中金属面，防止再度氧化。

2.3 加强焊接流动性。

3. 锡膏要具备的条件：

3.1 保质期间中，粘度的经时变化要很少，在常温下锡粉和焊剂不会分离，常要保持均质。

3.2 要有良好涂抹性。要好印刷，丝印版的透出性要好，不会溢粘在印板开口部周围，给涂拌后，在常温下要保持长时间，有一定的粘着性，就是说置放IC零件时，要有良好的位置安定性。

3.3 给加热后对IC零件和回路导体要有良好焊接性，并要有良好的凝集性，不产生过于滑散现象。

3.4 焊剂的耐蚀性，空气绝缘性，要有良好的标准规格，并无毒性。

3.5 焊剂的残渣要有良好的溶解性及洗净性。

3.6 锡粉和焊剂不分离。

4. 锡膏检验项目，要求：

4.1 锡粉颗粒大小及均匀度。

4.2 锡膏的粘度和稠性。

4.3 锡膏印刷渗透性。

4.4 锡膏气味及毒性。

4.5 锡膏裸露在空气中时间与焊接性。

4.6 锡膏焊接性及焊点亮度。

4.7 锡膏铜镜测验。

4.8 锡膏锡珠现象。

4.9 锡膏表面绝缘值及助焊剂残留物。

5. 锡膏保存、使用及环境要求

锡膏是一种比较敏感性的焊接材料、污染、氧化、吸潮都会使其产生不同程度变质。

5.1 锡膏存放：

5.1.1 锡膏要求储存温度5℃~10℃，相对湿度低于60%。

5.1.2 锡膏保存期为6个月，采用先进先用原则。

5.2 锡膏使用及环境要求：

5.2.1 锡膏从冰箱里取出的锡膏至少解冻3~4小时方可使用。

5.2.2 使用前对罐风锡膏顺同一方向分搅拌，机器搅拌为4~5分钟。

5.2.3 已开盖的锡膏原则上尽快用完，工作结速将钢模、用过锡膏装入空罐子内，下次优先使用。

5.2.4 防止助焊剂挥发，印锡膏工位空气流动要小。

5.2.5 当天气湿度大时要特别注意出炉的品质。

备注：水溶性锡膏对环境要求特别严格，湿度必须低于70%。

二、锡膏使用管理规定

1．目的：为了使锡膏的储存、解冻、使用得到有效的管制，保证锡膏的焊接质量拟定本规定。

2．锡膏存放：

2.1根据生产需要控制锡膏使用周期，库存量一般控制在90天以内。

2.2锡膏入库保存要按不同种类、批号，不同厂家分开放置。

2.3锡膏的储存条件：温度5~10℃，相对湿度低于60%。不能把锡膏放到冷冻室（急冻室），特殊锡膏依厂家资料而定。

2.4锡膏使用遵循先进先出的原则,并作记录。

2.5每周检测储存的温度及湿度，并作记录。

3. 使用规定：

3.1锡膏从冰箱拿出，贴上“控制使用标签”，并填上“解冻开始时间和签名”，锡膏需完全解冻方可开盖使用，解冻时间规定3至4小时。

3.2锡膏使用前应先在罐内进行充分搅拌，搅拌方式有两种：

3.2.1机器搅拌的时间一般在3~4分钟。

3.2.2人工搅拌锡膏时，要求按同一方向搅拌，以免锡膏内混有气泡，搅拌时间在2~3分钟。

3.3从瓶内取锡膏时应注意尽量少量添加到钢模，添加完后一定要旋好盖子，防止锡膏暴露在空气中，开盖后的锡膏使用的有效期在24小时内。

3.4已开盖的焊锡膏原则上应尽快用完，如果不能做到这一点，可在工作日结束将钢模上剩余的锡膏装进一空罐子内，留待下次使用。但使用过的锡膏不能与未使用的锡膏混装在同一瓶内，因为新鲜的锡膏可能会受到使用过的锡膏所污染而发生变质。

3.5新开盖锡膏，必须检查锡膏的解冻时间是否在3至4小时内，并在“使用标签”上填上“开盖时间”及“使用有效时间”。

3.6使用已开盖的锡膏前，必须先了解开盖时间，确认是否在使用的有效期内。

3.7当天没有用完的锡膏，如果第二天不再生产的情况下将其放回冰箱保存，并在标签上注明时间。

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锡膏发干原因分析

来源：本站编辑发布日期：2010-7-28 阅读次数：36 次

锡膏在使用过程中粘度上升、甚至发干会引发诸多问题，如印刷不良、漏印、下锡量减少、器件移位、飞片等，都会导致焊接良率大幅下降。造成锡膏发干的可能因素很多，大致可概括为使用条件原因和锡膏品质原因，但从本质上讲，都是由于助焊剂与锡粉发生化学反应所引起。

一. 使用条件

1. 回温：为了减缓助焊剂和锡粉的反应速度，延长保存时间，锡膏通常都需冷藏储存。在使用前必须将锡膏置于室温进行回温。一般来说500g装的锡膏必须至少回温3小时以上，以使锡膏的温度与环境温度相同。回温不足就打开密闭的罐盖，会导致空气中的水汽因为温差而凝结并进入锡膏，从而引起发干。

另外需要提醒的是，若使用锡膏自动搅拌机，则应缩短或取消回温过程。自动搅拌机一般采用离心式设计，高速旋转会使锡膏温度上升（上升幅度取决于搅拌时间），因此若锡膏温度已与室温相同，再经过离心搅拌后，温度甚至可能会上升到40℃以上，从而影响锡膏品质。

2. 环境温度及湿度：大部分锡膏的推荐使用环境温度为20-30℃，相对湿度30%-60%。温度过高会加快锡膏中溶剂的挥发速度及锡膏助焊剂与锡粉的反应速度（通常温度每升高10℃，化学反应速度约增加一倍），因此锡膏更易发干；温度过低又会影响锡膏的粘度及流变性能，易发生印刷缺陷。同样，湿度过高会使进入锡膏的水汽大大增加；湿度过低又会加快锡膏中溶剂的挥发速率（湿度过高相对于湿度过低更易使锡膏发干）。

二. 锡膏品质

锡膏品质问题是造成发干的最主要原因。这里所指的品质问题并非指供应商生产控制问题而造成的品质波动（事实上由这类波动引发发干的情况很少），而是指由于锡膏本身的设计缺陷所造成的不稳定。

锡膏是由锡粉和助焊剂混合而成，因此锡粉质量及助焊剂的稳定性都会对锡膏使用寿命产生影响，其中助焊剂的稳定性是决定锡膏是否容易发干的关键因素。所谓助焊剂的稳定性是指在常温下其物理、化学性能较为稳定，不易结晶或与金属发生反应等。众所周知，助焊剂的主要作用是去除焊料及母材表面的氧化物，这是一个化学反应过程。助焊剂要起到这一作用就必须具有活性，助焊剂的活性系统是焊接得以顺利进行的关键，活性越强去除氧化物的能力也越强，反之则弱。由于具有活性，锡膏在储存及使用过程中，助焊剂与锡粉的反应始终存在，只是在低温下反应速度非常缓慢，而在焊接温度时则快速发生。因此，常温下助焊剂与锡粉的反应速度决定了锡膏的使用寿命。

设计合理的锡膏助焊剂活性系统必须同时满足两个条件，即在焊接温度时具有强大活性以完成焊接，同时在室温时又能保持惰性。为达到这一目的，必须对活性基团进行特殊处理，使其在室温下不显示活性，而当温度上升到一定程度时能快速释放活性。易发干的锡膏往往活性系统中的活性基团在常温下就较为活跃，因此在印刷时，随着水汽及氧气的介入，加快了助焊剂与锡粉发生反应的速度，引起发干。

深圳市汉津科技发展有限公司生产的所有系列锡膏(锡银铜、锡铜、锡铋系列锡膏)，均采用最先进的活性封闭技术，使活性基团在室温下非常稳定，而在焊接温度时又能迅速解除封闭，因此不但具有很强的活性，而且使用寿命长，不易发干。

三. 结论

锡膏在储存和使用过程中始终存在化学反应。虽然这种反应是不可避免的，但设计合理的锡膏在正常使用条件下的反应速度应相当缓慢，使其使用寿命足以应付正常的生产需求。易发干的锡膏往往是由于配方设计上的缺陷所造成。此外，保证符合要求的使用环境及规范操作可延长锡膏使用寿命。其它因素如溶剂在使用中挥发等也会对使用寿命产生影响，但不是主要因素。

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锡膏印刷质量控制

来源：本站编辑发布日期：2010-7-28 阅读次数：31 次

在表面贴装装配的回流焊接中，锡膏用于表面贴装元件的引脚或端子与焊盘之间的连接。有许多变量，如锡膏、丝印机、锡膏应用方法和印刷工艺过程。在印刷锡膏的过程中，基板放在工作台上，机械地或真空夹紧定位，用定位销或视觉来对准。或者丝网(screen)或者模板(stencil)用于锡膏印刷。本文将着重讨论几个关键的锡膏印刷问题，如模板设计和印刷工艺过程。

印刷工艺过程与设备

在锡膏印刷过程中，印刷机是达到所希望的印刷品质的关键。今天可购买到的丝印机分为两种主要类型：实验室与生产。每个类型有进一步的分类，因为每个公司希望从实验室与生产类型的印刷机得到不同的性能水平。例如，一个公司的研究与开发部门(R&D)使用实验室类型制作产品原型，而生产则会用另一种类型。还有，生产要求可能变化很大，取决于产量。因为激光切割设备是不可能分类的，最好是选择与所希望的应用相适应的丝印机。

在手工或半自动印刷机中，锡膏是手工地放在模板/丝网上，这时印刷刮板(squeegee)处于模板的另一端。在自动印刷机中，锡膏是自动分配的。在印刷过程中，印刷刮板向下压在模板上，使模板底面接触到电路板顶面。当刮板走过所腐蚀的整个图形区域长度时，锡膏通过模板/丝网上的开孔印刷到焊盘上。

在锡膏已经沉积之后，丝网在刮板之后马上脱开(snapoff)，回到原地。这个间隔或脱开距离是设备设计所定的，大约0.020"~0.040"。脱开距离与刮板压力是两个达到良好印刷品质的与设备有关的重要变量。

如果没有脱开，这个过程叫接触(on-contact)印刷。当使用全金属模板和刮刀时，使用接触印刷。非接触(off-contact)印刷用于柔性的金属丝网。

刮板(squeegee)类型

刮板的磨损、压力和硬度决定印刷质量，应该仔细监测。对可接受的印刷品质，刮板边缘应该锋利和直线。刮板压力低造成遗漏和粗糙的边缘，而刮板压力高或很软的刮板将引起斑点状的(smeared)印刷，甚至可能损坏刮板和模板或丝网。过高的压力也倾向于从宽的开孔中挖出锡膏，引起焊锡圆角不够。常见有两种刮板类型：橡胶或聚氨酯(polyurethane)刮板和金属刮板。当使用橡胶刮板时，使用70-90橡胶硬度计(durometer)硬度的刮板。当使用过高的压力时，渗入到模板底部的锡膏可能造成锡桥，要求频繁的底部抹擦。为了防止底部渗透，焊盘开口在印刷时必须提供密封(gasketing)作用。这取决于模板开孔壁的粗糙度。金属刮刀也是常用的。随着更密间距元件的使用，金属刮刀的用量在增加。它们由不锈钢或黄铜制成，具有平的刀片形状，使用的印刷角度为30~45°。一些刮刀涂有润滑材料。因为使用较低的压力，它们不会从开孔中挖出锡膏，还因为是金属的，它们不象橡胶刮板那样容易磨损，因此不需要锋利。它们比橡胶刮板成本贵得多，并可能引起模板磨损。

使用不同的刮板类型在使用标准元件和密脚元件的印刷电路装配(PCA)中是有区分的。锡膏量的要求对每一种元件有很大的不同。密间距元件要求比标准表面贴装元件少得多的焊锡量。焊盘面积和厚度控制锡膏量。

一些工程师使用双厚度的模板来对密脚元件和标准表面贴装焊盘施用适当的锡膏数量。其它工程师采用一种不同的方法-他们使用不需要经常锋利的更经济的金属刮刀。用金属刮刀更容易防止锡膏沉积量的变化，但这种方法要求改良的模板开孔设计来防止在密间距焊盘上过多的锡膏沉积。这个方法在工业上变得更受欢迎，但是，使用双厚度印刷的橡胶刮板也还没有消失。

模板(stencil)类型

重要的印刷品质变量包括模板孔壁的精度和光洁度。保存模板宽度与厚度的适当的纵横比(aspectratio)是重要的。推荐的纵横比为1.5。这对防止模板阻塞是重要。一般，如果纵横比小于1.5，锡膏会保留在开孔内。除了纵横比之外，如IPC-7525《模板设计指南》所推荐的，还要有大于0.66的面积比(焊盘面积除以孔壁面积)。IPC-7525可作为模板设计的一个良好开端。制作开孔的工艺过程控制开孔壁的光洁度和精度。有三种常见的制作模板的工艺：化学腐蚀、激光切割和加成(additive)工艺。

1、化学腐蚀(chemicallyetched)模板

金属模板和柔性金属模板是使用两个阳性图形通过从两面的化学研磨来蚀刻的。在这个过程中，蚀刻不仅在所希望的垂直方向进行，而且在横向也有。这叫做底切(undercutting)-开孔比希望的较大，造成额外的焊锡沉积。因为50/50从两面进行蚀刻，其结果是几乎直线的孔壁，在中间有微微沙漏形的收窄。

因为电蚀刻模板孔壁可能不平滑，电抛光，一个微蚀刻工艺，是达到平滑孔壁的一个方法。另一个达到较平滑孔壁的方法是镀镍层(nickelplating)。抛光或平滑的表面对锡膏的释放是好的，但可能引起锡膏越过模板表面而不在刮板前滚动。这个问题可通过选择性地抛光孔壁而不是整个模板表面来避免。镀镍进一步改善平滑度和印刷性能。可是，它减小了开孔，要求图形调整

2、激光切割(laser-cut)模板

激光切割是另一种减去(subtractive)工艺，但它没有底切问题。模板直接从Gerber数据制作，因此开孔精度得到改善。数据可按需要调整以改变尺寸。更好的过程控制也会改善开孔精度。激光切割模板的另一个优点是孔壁可成锥形。化学蚀刻的模板也可以成锥形，如果只从一面腐蚀，但是开孔尺寸可能太大。板面的开口稍微比刮板面的大一点的锥形开孔(0.001"~0.002"，产生大约2°的角度)，对锡膏释放更容易。

激光切割可以制作出小至0.004"的开孔宽度，精度达到0.0005"，因此很适合于超密间距(ultra-fine-pitch)的元件印刷。激光切割的模板也会产生粗糙的边缘，因为在切割期间汽化的金属变成金属渣。这可能引起锡膏阻塞。更平滑的孔壁可通过微蚀刻来产生。激光切割的模板如果没有预先对需要较薄的区域进行化学腐蚀，就不能制成台阶式多级模板。激光一个一个地切割每一个开孔，因此模板成本是要切割的开孔数量而定。

3、电铸成型(electroformed)模板

制作模板的第三种工艺是一种加成工艺，最普遍地叫做电铸成型。在这个工艺中，镍沉积在铜质的阴极心上以形成开孔。一种光敏干胶片叠层在铜箔上(大约0.25"厚度)。胶片用紫外光通过有模板图案的遮光膜进行聚合。经过显影后，在铜质心上产生阴极图案，只有模板开孔保持用光刻胶(photoresist)覆盖。然后在光刻胶的周围通过镀镍形成了模板。在达到所

希望的模板厚度后，把光刻胶从开孔除掉。电铸成型的镍箔通过弯曲从铜心上分开-一个关键的工艺步骤。现在箔片准备好装框，制作模板的其它步骤。

电铸成型台阶式模板可以做得到，但成本增加。由于可达到精密的公差，电铸成型的模板提供良好的密封作用，减少了模板底面的锡膏渗漏。这意味着模板底面擦拭的频率显著地降低，减少潜在的锡桥

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助焊剂喷涂方式

来源：本站编辑发布日期：2010-7-29 阅读次数：42 次

助焊剂喷涂方式和工艺因素

喷涂方式有以下三种：

1、超声喷涂：将频率大于20KHz的振荡电能通过压电陶瓷换能器转换成机械能，把焊剂雾化，经压力喷嘴到PCB上。

2、丝网封方式：由微细、高密度小孔丝网的鼓旋转空气刀将焊剂喷出，由产生的喷雾,喷到PCB上。

3、压力喷嘴喷涂：直接用压力和空气带焊剂从喷嘴喷出。

喷涂工艺因素：

1、设定喷嘴的孔径、烽量、形状、喷嘴间距、避免重叠影响喷涂的均匀性。

2、设定超声雾化器电压，以获取正常的雾化量。

3、喷嘴运动速度的选择。

4、PCB传送带速度的设定。

5、焊剂的固含量要稳定。

6、设定相应的喷涂宽度。

免清洗助焊剂的主要特性：

1、可焊性好、焊点饱满、无焊珠、桥连等不良产生

2、无毒、不污染环境、操作安全。

3、焊后板面干燥、无腐蚀性、不粘板。

4、焊后具有在线测试能力。

5、与SMD和PCB板有相应材料匹配性。

6、焊后有符合规定的表面绝缘电阻值(SIR)。

7、适应焊接工艺（浸焊、发泡、喷雾、涂敷等）。

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波峰焊接缺陷分析

来源：本站编辑发布日期：2010-7-29 阅读次数：51 次

1、沾锡不良POORWETTING：这种情况是不可接受的缺点，在焊点上只有部分沾锡。分析其原因及改善方式如下：

1-1、外界的污染物如油、脂、腊等，此类污染物通常可用溶剂清洗，此类油污有时是在印刷防焊剂时沾上的。

1-2、SILICONOIL通常用于脱模及润滑之用，通常会在基板及零件脚上发现，而SILICONOIL不易清理，因之使用它要非常小心尤其是当它做抗氧化油常会发生问题，因它会蒸发沾在基板上而造成沾锡不良。

1-3、常因贮存状况不良或基板制程上的问题发生氧化，而助焊剂无法去除时会造成沾锡不良，过二次锡或可解决此问题。

1-4、沾助焊剂方式不正确，造成原因为发泡气压不稳定或不足，致使泡沫高度不稳或不均匀而使基板部分没有沾到助焊剂。

1-5、吃锡时间不足或锡温不足会造成沾锡不良，因为熔锡需要足够的温度及时间WETTING，通常焊锡温度应高于熔点温度50℃至80℃之间，沾锡总时间约3秒。调整锡膏粘度。

2、局部沾锡不良：

此一情形与沾锡不良相似，不同的是局部沾锡不良不会露出铜箔面，只有薄薄的一层锡无法形成饱满的焊点。

3、冷焊或焊点不亮：

焊点看似碎裂、不平，大部分原因是零件在焊锡正要冷却形成焊点时振动而造成，注意锡炉输送是否有异常振动。

4、焊点破裂：

此一情形通常是焊锡、基板、导通孔、及零件脚之间膨胀系数未配合而造成，应在基板材质、零件材料及设计上去改善。

5、焊点锡量太大：

通常在评定一个焊点，希望能又大又圆又胖的焊点，但事实上过大的焊点对导电性及抗拉强度未必有所帮助。

5-1、锡炉输送角度不正确会造成焊点过大。

5-2、提高锡槽温度，加长焊锡时间，使多余的锡再回流到锡槽。

5-3、提高预热温度，可减少基板沾锡所需热量，增加助焊效果。

5-4、改变助焊剂比重，略为降低助焊剂比重，通常比重越高吃锡越厚也越易短路，比重越低吃锡越薄但越易造成锡桥、锡尖。

6、锡尖(冰柱)：

此一问题通常发生在DIP或WIVE的焊接制程上，在零件脚顶端或焊点上发现有冰尖般的锡。

6-1、基板的可焊性差，此一问题通常伴随着沾锡不良，此问题应由基板可焊性去探讨，可试由提升助焊剂比重来改善。

6-2、基板上金道(PAD)面积过大，可用绿(防焊)漆线将金道分隔来改善，原则上用绿(防焊)漆线在大金道面分隔成5mm乘

10mm区块。

6-3、锡槽温度不足沾锡时间太短，可用提高锡槽温度加长焊锡时间，使多余的锡再回流到锡槽来改善。

6-4、出波峰后之冷却风流角度不对，不可朝锡槽方向吹，会造成锡点急速，多余焊锡无法受重力与内聚力拉回锡槽。

6-5、手焊时产生锡尖，通常为烙铁温度太低，致焊锡温度不足无法立即因内聚力回缩形成焊点，改用较大瓦特数烙铁，加长烙铁在被焊对象的预热时间。

7、防焊绿漆上留有残锡：

7-1、基板制作时残留有某些与助焊剂不能兼容的物质，在过热之后，熔化产生黏性黏着焊锡形成锡丝，可用丙酮(*已被蒙特娄公约禁用之化学溶剂)、氯化烯类等溶剂来清洗，若清洗后还是无法改善，则有基板层材CURING不正确的可能，本项事故应及时回馈基板供货商。

7-2、不正确的基板CURING会造成此一现象，可在插件前先行烘烤120℃二小时，本项事故应及时回馈基板供货商。

7-3、锡渣被PUMP打入锡槽内再喷流出来而造成基板面沾上锡渣，此一问题较为单纯良好的锡炉维护，锡槽正确的锡面高度(一般正常状况当锡槽不喷流静止时锡面离锡槽边缘

10mm高度)。

8、白色残留物：

在焊接或溶剂清洗过后发现有白色残留物在基板上，通常是松香的残留物，这类物质不会影响表面电阻质，但客户不接受。

8-1、助焊剂通常是此问题主要原因，有时改用另一种助焊剂即可改善，松香类助焊剂常在清洗时产生白班，此时最好的方式是寻求助焊剂供货商的协助，产品是他们供应他们较专业。

8-2、基板制作过程中残留杂质，在长期储存下亦会产生白斑，可用助焊剂或溶剂清洗即可。

8-3、不正确的CURING亦会造成白班，通常是某一批量单独产生，应及时回馈基板供货商并使用助焊剂或溶剂清洗即可。

8-4、厂内使用之助焊剂与基板氧化保护层不兼容，均发生在新的基板供货商，或更改助焊剂厂牌时发生，应请供货商协助。

8-5、因基板制程中所使用之溶剂使基板材质变化，尤其是在镀镍过程中的溶液常会造成此问题，建议储存时间越短越好。

8-6、助焊剂使用过久老化，暴露在空气中吸收水气劣化，建议更新助焊剂(通常发泡式助焊剂应每周更新，浸泡式助焊剂每两周更新，喷雾式每月更新即可)。

8-7、使用松香型助焊剂，过完焊锡炉候停放时间太久才清洗，导致引起白班，尽量缩短焊锡与清洗的时间即可改善。

8-8、清洗基板的溶剂水分含量过高，降低清洗能力并产生白班。应更新溶剂。

9、深色残余物及浸蚀痕迹：

通常黑色残余物均发生在焊点的底部或顶端，此问题通常是不正确的使用助焊剂或清洗造成。

9-1、松香型助焊剂焊接后未立即清洗，留下黑褐色残留物，尽量提前清洗即可。

9-2、酸性助焊剂留在焊点上造成黑色腐蚀颜色，且无法清洗，此现象在手焊中常发现，改用较弱之助焊剂并尽快清洗。

9-3、有机类助焊剂在较高温度下烧焦而产生黑班，确认锡槽温度，改用较可耐高温的助焊剂即可。

10、绿色残留物：

绿色通常是腐蚀造成，特别是电子产品但是并非完全如此，因为很难分辨到底是绿锈或是其它化学产品，但通常来说发现绿色物质应为警讯，必须立刻查明原因，尤其是此种绿色物质会越来越大，应非常注意，通常可用清洗来改善。

10-1、腐蚀的问题：通常发生在裸铜面或含铜合金上，使用非松香性助焊剂，这种腐蚀物质内含铜离子因此呈绿色，当发现此绿色腐蚀物，即可证明是在使用非松香助焊剂后未正确清洗。

10-2、COPPERABIETATES是氧化铜与ABIETICACID(松香主要成分)的化合物，此一物质是绿色但绝不是腐蚀物且具有高绝缘性，不影影响品质但客户不会同意应清洗。

10-3、PRESULFATE的残余物或基板制作上类似残余物，在焊锡后会产生绿色残余物，应要求基板制作厂在基板制作清洗后再做清洁度测试，以确保基板清洁度的品质。

11、白色腐蚀物：

第八项谈的是白色残留物是指基板上白色残留物，而本项目谈的是零件脚及金属上的白色腐蚀物，尤其是含铅成分较多的金属上较易生成此类残余物，主要是因为氯离子易与铅形成氯化铅，再与二氧化碳形成碳酸铅(白色腐蚀物)。在使用松香类助焊剂时，因松香不溶于水会将含氯活性剂包着不致腐蚀，但如使用不当溶剂，只能清洗松香无法去除含氯离子，如此一来反而加速腐蚀。

12、针孔及气孔：

针孔与气孔之区别，针孔是在焊点上发现一小孔，气孔则是焊点上较大孔可看到内部，针孔内部通常是空的，气孔则是内部空气完全喷出而造成之大孔，其形成原因是焊锡在气体尚未完全排除即已凝固，而形成此问题。

12-1、有机污染物：基板与零件脚都可能产生气体而造成针孔或气孔，其污染源可能来自自动植件机或储存状况不佳造成，此问题较为简单只要用溶剂清洗即可，但如发现污染物为SILICONOIL因其不容易被溶剂清洗，故在制程中应考虑其它代用品。

12-2、基板有湿气：如使用较便宜的基板材质，或使用较粗糙的钻孔方式，在贯孔处容易吸收湿气，焊锡过程中受到高热蒸发出来而造成，解决方法是放在烤箱中120℃烤二小时。

12-3、电镀溶液中的光亮剂：使用大量光亮剂电镀时，光亮剂常与金同时沉积，遇到高温则挥发而造成，特别是镀金时，改用含光亮剂较少的电镀液，当然这要回馈到供货商。

13、TRAPPEDOIL：氧化防止油被打入锡槽内经喷流涌出而机污染基板，此问题应为锡槽焊锡液面过低，锡槽内追加焊锡即可改善。

14、焊点灰暗：此现象分为二种

(1)焊锡过后一段时间，(约半年至一年)焊点颜色转暗。

(2)经制造出来的成品焊点即是灰暗的。

14-1、焊锡内杂质：必须每三个月定期检验焊锡内的金属成分。

14-2、助焊剂在热的表面上亦会产生某种程度的灰暗色，如RA及有机酸类助焊剂留在焊点上过久也会造成轻微的腐蚀而呈灰暗色，在焊接后立刻清洗应可改善。某些无机酸类的助焊剂会造成ZINCOXYCHLORIDE可用1%的盐酸清洗再水洗。

14-3、在焊锡合金中，锡含量低者(如40/60焊锡)焊点亦较灰暗。

15、焊点表面粗糙：焊点表面呈砂状突出表面，而焊点整体形状不改变。

15-1、金属杂质的结晶：必须每三个月定期检验焊锡内的金属成分。

15-2、锡渣：锡渣被PUMP打入锡槽内经喷流涌出因锡内含有锡渣而使焊点表面有砂状突出，应为锡槽焊锡液面过低，锡槽内追加焊锡并应清理锡槽及PUMP即可改善。

15-3、外来物质：如毛边，绝缘材等藏在零件脚，亦会产生粗糙表面。

16、黄色焊点：系因焊锡温度过高造成，立即查看锡温及温控器是否故障。

17、短路：过大的焊点造成两焊点相接。

17-1、基板吃锡时间不够，预热不足调整锡炉即可。

17-2、助焊剂不良：助焊剂比重不当，劣化等。

17-3、基板进行方向与锡波配合不良，更改吃锡方向。

17-4、线路设计不良：线路或接点间太过接近(应有0.6mm以上间距)：如为排列式焊点或IC，则应考虑盗锡焊垫，或使用文字白漆予以区隔，此时之白漆厚度需为2倍焊垫(金道)厚度以上。

17-5、被污染的锡或积聚过多的氧化物被PUMP带上造成短路应清理锡炉或更进一步全部更新锡槽内的焊锡。

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SMT回流焊工艺中英文对照

来源：本站编辑发布日期：2010-7-30 阅读次数：38 次

1. Fundamentals of Solders and Soldering（焊料及焊接基础知识）Soldering Theory（焊接理论）

Microstructure and Soldering（显微结构及焊接）

Effect of Elemental Constituents on Wetting（焊料成分对润湿的影响）Effect of Impurities on Soldering（杂质对焊接的影响）

2. Solder Paste Technology（焊膏工艺）

Solder Powder ( 锡粉)

Solder Paste Rheology（锡膏流变学）

Solder Paste Composition & Manufacturing（锡膏成分和制造）

3. SMT Problems Occurred Prior to Reflow（回流前SMT问题）

Flux Separation（助焊剂分离)

Paste Hardening（焊膏硬化）

Poor Stencil Life（网板寿命问题)

Poor Print Thickness（印刷厚度不理想）

Poor Paste Release From Squeegee（锡膏脱离刮刀问题）

Smear（印锡模糊）

Insufficiency（印锡不足）

Needle Clogging（针孔堵塞）

Slump（塌落）

Low Tack（低粘性）

Short Tack Time （粘性时间短）

4. SMT Problems Occurred During Reflow（回流过程中的SMT问题）

Cold Joints（冷焊）

Nonwetting（不润湿）

Dewetting（反润湿）

Leaching（浸析）

Intermetallics（金属互化物）

Tombstoning（立碑）

Skewing（歪斜）

Wicking（焊料上吸）

Bridging（桥连）

Voiding（空洞）

Opening（开路）

Solder Balling(锡球)

Solder Beading（锡珠）

Spattering（飞溅）

5. SMT Problems Occurred at Post Reflow Stage（回流后问题）

White Residue（白色残留物）

Charred Residue（炭化残留物）

Poor Probing Contact（探针测接问题）

Surface Insulation Resistance or Electrochemical Migration Failure （表面绝缘阻抗或电化迁移缺陷）

Delamination/Voiding/Non-curing Of Conformal Coating/Encapsulants （分层 / 空洞 / 敷形涂覆或包封的固化问题）

6. Challenges at BGA and CSP Assembly and Rework Stage

（BGA、CSP组装和翻修的挑战）

Starved Solder Joint（少锡焊点）

Poor Self-Alignment（自对位问题）

Poor Wetting（润湿不良）

Voiding（空洞）

Bridging（桥连）

Uneven Joint Height（焊点高度不均）

Open（开路）

Popcorn and Delamination（爆米花和分层）

Solder Webbing（锡网）

Solder Balling（锡球）

7. Problems Occurred at Flip Chip Reflow Attachment

（倒装晶片回流期间发生的问题）

Misalignment（位置不准）

Poor Wetting（润湿不良）

Solder Voiding（空洞）

Underfill Voiding（底部填充空洞）

Bridging（桥连）

Open（开路）

Underfill Crack（底部填充裂缝）

Delamination（分层）

Filler Segregation（填充分离）

Insufficient Underfilling（底部填充不充分）

8. Optimizing Reflow Profile via Defect Mechanisms Analysis

（回流曲线优化与缺陷机理分析）

Flux Reaction（助焊剂反应）

Peak Temperature（峰值温度）

Cooling Stage（冷却阶段）

Heating Stage（加热阶段）

Timing Considerations（时间研究）

Optimization of Profile（曲线优化）

Comparison with Conventional Profiles（与传统曲线的比较）

Discussion（讨论）

Implementing Linear Ramp Up Profile(斜坡式曲线)

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回流焊接工艺温度曲线

来源：本站编辑发布日期：2010-7-31 阅读次数：50 次回流焊温度曲线的设置

温度曲线是指SMA通过回流炉时，SMA上某一点的温度随时间变化的曲线。温度曲线提供了一种直观的方法，来分析某个元件在整个回流过程中的温度变化情况。这对于获得最佳的可焊性，避免由于超温而对元件造成损坏，以及保证焊接质量都非常重要。

预热段：

该区域的目的是把室温的PCB尽快加热，以达到第二个特定目标，但升温速率要控制在适当范围以内，如果过快，会产生热冲击，电路板和元件都可能会受损，过慢，则溶剂挥发不充分，影响焊接质量。由于加热速率过快，在温区的后段SMA温差较大。为防止热冲击对元件的损伤，一般规定最大速度为4℃/S。然而，通常上升速率设定1~3℃/S.

保温段：

是指温度从120~150℃升至焊膏熔点的区域。保温段的主要目的是使SMA内各元件的温度趋于稳定，尽量减少温差。在这个区域里给予足够的时间使较大元件的温度赶上较小元件，并保证焊膏中的助焊剂得到充分挥发。到保温段结束，焊盘，焊料球及元件引脚上的氧化物被除去，整个电路板的温度达到平衡。

回流段：

在这一区域里加热器的温度设置得最高，使组件的温度上升至峰值温度。在回流段其焊接峰值温度视所用的焊膏的不同而不同，一般推荐为焊膏的溶点温度加20~40℃，对于熔点为217℃的Sn96.5Ag3Cu0.5焊膏，峰值温度一般为240~260℃，再流时间不要过长，以防止对SMA造成不良影响。

这段中焊膏中的铅锡粉末已经熔化并充分润浸，应该用尽可能快的速度来进行冷却，这样有助于得到明亮的焊点并有好的外观和低的接触角度。缓慢冷却会导致电路板的更多分解而进入锡中，从而产生灰暗毛糙的焊点。冷却段降温速率一般为3~10℃/S。

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回流焊接过程中焊料成球的原因

来源：本站编辑发布日期：2010-7-31 阅读次数：48 次通孔波峰焊接和表面贴装（锡膏回流焊接）是电子组装互连的两种主要基本方式。其中表面贴装技术具备高可靠性、高产量以及低成本的特点，在近20年内受到广泛的欢迎和得到飞速的发展。但是，不恰当的回流曲线设置、不合理的材料选择、以及较差的焊接环境等因素可能导致很多的焊接缺陷，最终可能导致长期的可靠性问题。常见的主要焊接缺陷包括：较差的润湿性（缺焊、冷焊、空焊）、焊料球、锡珠、立碑、元器件开裂、过度的金属间化合物生长、焊点空洞等等。因此，通过了解各种缺陷的基本原因，从而进行合理的材料工艺组合和优化，可以提高组装焊接的质量和确保其长期可靠性。

随着高密度和细间距封装技术的发展，以及无铅焊接的高温工艺和材料的更替，使得焊料球成为一个关键的问题。所以，本文将主要讨论焊料成球的原因，及其对组装的影响。焊料球是指焊接过程中，焊料由于飞溅等原因在电路板的不必要位置形成分散的小球。这种小球会在电路板的两个相邻部件（例如导线、焊盘、引脚等）之间产生电流泄漏，电气噪声，甚至短路，带来长期的可靠性隐患。另外，在对它们进行处理过程中，也可能会影响相邻的部件的性能。本文旨在为控制焊料球的形成提供一定的解决方案，从而提高电子组装的可靠性。

焊料球常见于元器件引脚周围以及在引脚和焊盘的间隙等地方，有些也出现在离焊点很远的位置。它们一般成群地，离散地，以小颗粒出现。其主要原因是在金属焊点的形成过程中，熔融的金属合金的飞溅而导致的。

在回流焊接过程中，熔融助焊剂的蒸发速度过快会容易引发融熔锡合金的飞溅。飞溅过程中，部分小滴焊料会随焊剂一起喷射，被从主体焊料中分离出来，最终留在焊点周围。因此，焊剂载体中较高的溶剂比例，或者由于为适应无铅高温工艺使用的高沸点溶剂过量，以及加热不当都会导致焊料球的可能大大增加。

被焊接的表面或者细膏中的锡粉氧化程度太高，或者锡粉的缺陷也容易导致焊料球的形成。氧化和表面的物理缺陷使得整体内的各个部分的受热升温，化学反应等过程不均匀一致，继而焊剂的热行为也受到很大的影响，最终引发焊料球。

较低的焊膏黏度更容易引起较多飞溅，这是因为外表液滴和主体亲和力小，在助焊剂的帮助下，容易形成细小球状颗粒而飞出。内部气泡的压力超过的熔融焊料的表面张力的话，破裂的时候，带走更多的颗粒。但是如果气泡留在焊料内，又容易导致最终焊点的空洞。

周围的环境也会影响焊料球。例如外界（工作环境）较高的湿度，而锡膏溶剂体系中一般含有多元醇醚类物质，具备亲水性和吸湿性。又如不当的锡膏回复过程，从冰箱中拿出锡

膏，过早地打开瓶盖，导致水蒸气凝聚。所有这些，都会导致过多的水分被锡膏吸收，从而在焊接过程中引起锡膏飞溅。操作房间内的高温会使焊膏黏性变低，也会促成焊料球的形成。

另外，剧烈的加热或者冷却，导致合金和焊剂状态变化太快，尤其是对于无铅的高温工艺，也会加速焊料球的形成。所以，回流温度曲线是决定焊料球形成的一个重要参数。回流过程中不同阶段的，会导致不同的问题。升温阶段是非常重要的，应该很小心设计和调整，以免焊料球的产生。同时，升温阶段对于其他缺陷，如桥连、焊接性、树碑现象、空洞、焊料抽芯等缺陷也至关重要。冷却阶段在也不能忽视。较低的冷却温度速率—其温度高于金属合金的熔点，会导致金属间化合物的生长，而较快的冷却则会产生内在压力和元器件的破裂。最后，锡膏中如果含其他低沸点物质以及杂质等，也可能会引发大量的气泡，也有助于焊料球的形成。

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回流焊的发展趋势

来源：本站编辑发布日期：2010-8-2 阅读次数：47 次最近几年来，随着众多电子产品往小型，轻型，高密度方向发展，特别是手持设备的大量使用，在元器件材料工艺方面都对原有SMT技术提出了重大的挑战，也因此使SM得致到了飞速发展的机会。IC发展到0.5mm、0.4mm、0.3mm脚距；BGA已被广泛采用，CSP也崭露头角，并呈现也快速上涨趋势。锡料上免清洗低残留锡膏得到广泛用。所有这些都给回流焊工艺提出了新的要求，一个总的趋势就是要求回流焊采用更先进的热传递方式，达到节约能源，均匀温度，适合双面板PCB和新型器件封装方式的焊接要求，并逐步实现对波峰焊的全面代替。下面就对此作一简要回顾。

1.、充氮回流焊

在回流焊中使用惰性气体保护，已经有一段时间了，并已得到较大范围的应用，由于价格的考虑，一般都是选择氮气保护。氮气回流焊有以下优点。

1）防止减少氧化

2）提高焊接润湿力，加快润湿速度

3）减少锡球的产生，避免桥接，得到较好的焊接质量

特别重要的是，可以使用更低活性助焊剂的锡膏，同时也能提高焊点的性能，减少基材的变色，但是它的缺点是成本明显的增加，这个增加的成本随氮气的用量而增加，当你需要炉内达到1000ppm含氧量与50ppm含氧量，对氮气的需求是有天壤之别的。现在的锡膏制造厂商都在致力于开发在较高含氧量的气氛中就能进行良好的焊接的免洗焊膏，这样就可以减少氮气的消耗。对于中回流焊中引入氮气，必须进行成本收益分析，它的收益包括产品的良率，品质的改善，返工或维修费的降低等等，完整无误的分析往往会揭示氮气引入并没有增加最终成本，相反，我们却能从中收益。

在目前所使用的大多数炉子都是强制热风循环型的，在这种炉子中控制氮气的消耗不是容易的事。有几种方法来减少氮气的消耗量，减少炉子进出口的开口面积，很重要的一点就是要用隔板，卷帘或类似的装置来阻挡没有用到的那部分进出口的空间，另外一种方式是利用热的氮气层比空气轻且不易混合的原理，在设计炉的时候就使得加热腔比进出口都高，这样加热腔内形成自然氮气层，减少了氮气的补偿量并维护在要求的纯度上。

2、双面回流焊

双面PCB已经相当普及，并在逐渐变得复那时起来，它得以如此普及，主要原因是它给设计者提供了极为良好的弹性空间，从而设计出更为小巧，紧凑的低成本的产品。到今天为止，双面板一般都有通过回流焊接上面（元件面），然后通过波峰焊来焊接下面（引脚面）。目前的一个趋势倾向于双面回流焊，但是这个工艺制程仍存在一些问题。大板的底部元件可能会在第二次回流焊过程中掉落，或者底部焊接点的部分熔融而造成焊点的可靠性问题。

已经发现有几种方法来实现双面回流焊：一种是用胶来粘住第一面元件，那当它被翻过来第二次进入回流焊时元件就会固定在位置上而不会掉落，这个方法很常用，但是需要额外的设备和操作步骤，也就增加了成本。第二种是应用不同熔点的焊锡合金，在做第一面是用较高熔点的合金而在做第二面时用低熔点的合金，这种方法的问题是低熔点合金选择可能受到最终产品的工作温度的限制，而高熔点的合金则势必要提高回流焊的温度，那就可能会对元件与PCB本身造成损伤。对于大多数元件，熔接点熔锡表面张力足够抓住底部元件话形成高可靠性的焊点，元件重量与引脚面积之比是用来衡量是否能进行这种成功焊接一个标准，通常在设计时会使用30g/in2这个标准，第三种是在炉子低部吹冷风的方法，这样可以维持PCB底部焊点温度在第二次回流焊中低于熔点。但是潜在的问题是由于上下面温差的产生，造成内应力产生，需要用有效的手段和过程来消除应力，提高可靠性。以上这些制程问题都不是很简单的。但是它们正在被成功解决之中。勿容置疑，在未来的几年，双面板会断续在数量上和复杂性性上有很大发展。

3、通孔回流焊

通孔回流焊有时也称作分类元件回流焊，正在逐渐兴起。它可以去除波峰焊环节，而成为PCB混装技术中的一个工艺环节。一个最大的好处就是可以在发挥表面贴装制造工艺的优点的同时使用通孔插件来得到较好的机械联接强度。对于较大尺寸的PCB板的平整度不能够使所有表面贴装元器件的引脚都能和焊盘接触，同时，就算引脚和焊盘都能接触上，它所提供的机械强度也往往是不够大的，很容易在产品的使用中脱开而成为故障点。尽管通孔回流焊可发取得偿还好处，但是在实际应用中仍有几个缺点，锡膏量大，这样会增加因助焊剂的挥了冷却而产生对机器污染的程度，需要一个有效的助焊剂残留清除装置。另外一点是许多连接器并没有设计成可以承受回流焊的温度，早期基于直接红外加热的炉子已不能适用，这种炉子缺少有效的热传递效率来处理一般表面贴装元件与具有复杂几何外观的通孔连接器同在一块PCB上的能力。只有大容量的具有高的热传递的强制对流炉子，才有可能实现通孔回流，并且也得到实践证明，剩下的问题就是如何保证通孔中的锡膏与元件脚有一个适当的回流焊温度曲线。随着工艺与元件的改进，通孔回流焊也会越来越多被应用。