SMT生产工艺中产生锡珠的原因分析及防控措施(1)
回流焊产生锡珠的原因及解决方案
回流焊产生锡珠的原因及解决方案在SMT生产工艺里面，经常会碰到经过回流焊过出来的板有锡珠，锡珠的产生，让产品的质量没有保证，让外观看起来不光滑。
那产生锡珠的主要原因是什么，我们又如何去解决它，这就是我今天写这篇文章的目的。
产生锡珠的主要原因是锡膏的问题。
详细分析请看下面分析。
焊锡珠现象是表面贴装生产中主要缺陷之一，它的直径约为0.2-0.4mm，主要集中出现在片状阻容元件的某一侧面，不仅影响板级产品的外观，更为严重的是由于印刷板上元件密集，在使用过程中它会造成短路现象，从而影响电子产品的质量。
因此弄清它产生的原因，并力求对其进行最有效的控制就显得犹为重要了。
焊锡珠产生的原因是多种因素造成的，在回流焊中的温度时间，焊膏的印刷厚度，焊膏的组成成分，模板的制作，贴片机贴装压力，外界环境都会在生产过程中各个环节对焊锡珠形成产生影响。
焊锡珠是在负责制板通过回流焊炉时产生的。
回流焊曲线可以分为四个阶段，分别为：预热、保温、回流和冷却。
预热阶段的主要目的是为了使印制板和上面的表贴元件升温到120-150度之间，这样可以除去焊膏中易挥发的溶剂，减少对元件的热振动。
因此，在这一过程中焊膏内部会发生气化现象，这时如果焊膏中金属粉末之间的粘结力小于气化产生的力，就会有少量焊膏从焊盘上流离开，有的则躲到片状阻容元件下面，再流焊阶段，温度接近曲线的峰值时，这部分焊膏也会熔化，而后从片状阻容元件下面挤出，形成焊锡珠，由它的形成过程可见，预热温度越高，预热速度越快，就会加大气化现象中飞溅，也就越容易形成锡珠。
因此，我们可以采取较适中的预热温度和预热速度来控制焊锡珠的形成。
焊膏的选用也影响着焊接质量，焊膏中金属的含量，回流焊焊膏的氧化物含量，焊膏中金属粉末的粒度，及焊膏在印制板上的印刷厚度都不同程度影响着焊锡珠的形成。
1：焊膏中的金属含量：焊膏中金属含量的质量比约为90-91%，体积比约为50%左右。
当金属含量增加时，焊膏的粘度增加，就能更有效地抵抗预热过程中气化产生的力。
锡珠的产生原因与解决措施
波峰焊接中溅锡珠的形成原因⑴ “小爆炸”理论波峰焊接中在 PCB 的焊接面及元件面上均可能产生锡珠飞溅现象。
普遍认为在 PCB 进入波峰之前有水汽滞留在PCB上的话，一旦与波峰钎料接触，在剧烈升温的过程中，就会在极短的时间内迅速汽化变成蒸汽，发生爆发性的排气过程。
正是这种剧烈的排气可能引发正处在熔融状态中的焊接点内部的小爆炸，从而促使钎料颗粒在脱离波峰时飞溅在PCB上形成锡珠。
在波峰焊接前PCB水汽的来源，杭州东方通信公司对此进行过专题研究和试验，归纳的结论如下：① 制造环境和PCB存放时间制造环境对电子装联的焊接质量有着很大的影响。
制造环境的湿度较重，或PCB包装开封较长时间后再进行贴片和波峰焊生产，或者PCB贴片、插装后放置一段时间后再进行波峰焊，这些因素都很有可能使PCB在波峰焊接过程中产生锡珠。
如果制造环境的湿度太大，在产品制造过程中空气浮动着水汽很容易会在PCB表面凝结，使PCB通孔中凝结有水珠，在过波峰焊时，通孔中的水珠经过预热温区后可能还没有完全挥发完，这些没有挥发完的水珠接触到波峰的焊锡时，经受了高温，就会在短时间内汽化变成蒸汽，而此时正是形成焊点的时候，水汽就会在焊料内产生空隙，或挤出焊料产生锡球。
严重的话就会形成一个爆点，并在它的周围分布有被吹开的细小的锡珠。
假如PCB在包装开封较长时间后再进行贴片和波峰焊，通孔中也会凝结有水珠；PCB完成贴片后或插装完成后放置了一段时间，也会凝结水珠。
同样的原因，这些水珠都有可能在波峰焊过程中导致锡珠产生。
因而，作为从事电子装联的企业，对制造环境的要求和对产品制造过程中的时间安排显得特别地重要。
贴片完成后的PCB应在24小时内完成插装并进行波峰焊，假如天气晴朗干燥，可以在48小时内完成。
② PCB阻焊材料和制作质量在PCB制造过程中所使用的阻焊膜也是波峰焊产生锡球的原因之一。
因为阻焊膜与助焊剂有一定的亲合性，阻焊膜加工不良常常会引起锡珠粘附，产生焊锡球。
浅析SMT组装中锡珠的产生原理及预防措施
浅析SMT组装中锡珠的产生原理及预防措施焊锡珠（SOLDER BALL）现象是表面贴装（SMT）过程中的重要缺陷，主要发生在片式阻容组件（CHIP）的周围，由诸多因素引起。
焊锡珠的存在，不仅影响了电子产品的外观，也对产品的质量埋下了隐患。
本文为大家简单解析一下锡珠的形成原理及应对方法。
一、焊球的分类根据锡珠的发生个数和大小，可以分为4种情况。
单个焊粉的情况下，直径为10～40µm，如果大小有50µm以上，则认为是多个焊粉融合。
二、助焊剂内锡珠形成原理・加热时锡膏坍塌在加热时锡膏出现坍塌，但并不是完全连接两焊盘（见0.1m m位置），而是在绿油桥中形成薄薄的锡珠（见0.2m m位置）。
・助焊剂流出随着溶融时助焊剂流出，较迟溶解的焊粉流出。
三、常见锡珠形成原因①回流焊温度曲线设置不当；②助焊剂未能发挥作用；③模板的开孔过大或变形严重；④贴片时放置压力过大；⑤焊膏中含有水分；⑥印制板清洗不干净，使焊膏残留于印制板表面及通孔中；⑦采用非接触式印刷或印刷压力过大；⑧焊剂失效。
四、常见防止锡珠产生方法PC B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PC B线路板离开波峰的时候，会有一些助焊剂残留在PC B线路板上，形成一层非常薄的膜，以防止锡珠附着在PC B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。
1、尽可能地降低焊锡温度；2、使用更多的助焊剂可以减少锡珠，但将导致更多的助焊剂残留；3、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；4、更快的传送带速度也能减少锡珠。
锡珠产生的原因分析
焊锡珠产生的原因及解决方法摘要：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。
本文通过对可能产生焊锡珠的各种原因的分析，提出相应的解决法。
焊锡珠现象是表面贴装过程中的主要缺陷之一，它的产生是一个复杂的过程，也是最烦人的问题，要完全消除它，是非常困难的。
焊锡珠的直径大致在0.2mm～0.4mm之间，也有超过此范围的，主要集中在片式阻容元件的周围。
焊锡珠的存在，不仅影响了电子产品的外观，也对产品的质量埋下了隐患。
原因是现代化印制板元件密度高，间距小，焊锡珠在使用时可能脱落，从而造成元件短路，影响电子产品的质量。
因此，很有必要弄清它产生的原因，并对它进行有效的控制，显得尤为重要了。
一般来说，焊锡珠的产生原因是多方面，综合的。
焊膏的印刷厚度、焊膏的组成及氧化度、模板的制作及开口、焊膏是否吸收了水分、元件贴装压力、元器件及焊盘的可焊性、再流焊温度的设置、外界环境的影响都可能是焊锡珠产生的原因。
㆘面我就从各方面来分焊锡珠产生的原因及解决方法。
1、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粒度及焊膏印刷到印制板上的厚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、焊膏中金属粉末的粒度。
产生“锡珠”的原因分析及措施
产生“锡珠”的原因分析及措施从“缩减制程、节约成本、减少污染”等角度出发，越来越多的电子焊接采用焊后“免清洗”工艺。
但是如果焊后板面有“锡珠”出现，则不可能达到“免清洗”的要求，因此“锡珠”的预防与控制在实施“免清洗”过程中就显得格外重要。
“锡珠”的出现不仅影响板级产品外观，更为严重的是由于印制板上元件密集，在使用过程中它有可能造成短路等状况，从而影响产品的可靠性。
综合整个电子焊接情况，可能出现“锡珠”的工艺制程包括：“SMT表面贴装”焊接制程、“波峰焊”制程及“手工焊”制程，我们从这三个方面来一一探讨“锡珠”出现的原因及预防控制的办法。
因为“波峰焊”及“手工焊”已推行多年，很多方面都已经比较成熟，因此，本文用了较多的篇幅介绍“SMT表面贴装”焊接制程中产生“锡珠”原因及防控措施。
一，关于的“锡珠”形态及标准一些行业标准对“锡珠”问题进行了阐释。
主要有MIL-STD-2000标准中的“不允许有锡珠”，而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更清楚的规定，有关每平方英寸少于5个锡珠的规定已经被删除。
有关汽车和军用产品的标准则不允许出现任何“锡珠”，所用线路板在焊接后必须被清洗，或将锡珠手工去除。
常见的锡珠形态及其尺寸照片见下图：二，“SMT表面贴装”制程“锡珠”出现的原因及预防控制办法在“SMT表面贴装”焊接制程中，回流焊的“温度、时间、焊膏的质量、印刷厚度、钢网（模板）的制作、装贴压力”等因素都有可能造成“锡珠”的产生。
因此，找到“锡珠”可能出现的原因，并加以预防与控制就是达成板面无“锡珠”的关键之所在。
（一），焊膏本身质量原因可能引起的“锡珠”状况1，焊膏中的金属含量。
锡珠的形成及对策分析
7
而非锡珠（solder beads）
返回
锡珠形成的原因概述
锡珠
是怎样产生的
A 材料的原因
B 工艺的原因
I. 锡膏触变系数大
①
II. 锡膏冷坍塌或轻微热坍塌 ②
III. 焊剂过多或活性温度低
③
IV. 锡粉氧化率高或颗粒不均匀 ④
V. PCB的焊盘间距小
⑤
VI. 刮刀材质硬度小或变形
刮刀
锡膏
焊盘
钢版
9 PCB
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PCB 与钢版的间隔
在紧密印刷中不建议有间隔
!！
不建议
印刷钢板
PAD
PAD
线路板
10
不建议
脱模
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锡珠形成的原因（贴零件环节）锡膏印刷来自贴零件装 IC
回流焊接
检验
零件贴装部分
a) 贴片压力太大 b) 贴片精度太差 c) 其它因素
11
返回
贴片精度
线路板的精确度 （ PAD,校准点等）
共需要45分钟
介绍
锡珠 的形成和解决 SMT各工艺环节锡珠的预防措施和解决方法 根据鱼骨图逐项排除
3
大纲
相关词汇 （名词解释或定义）
SMT焊接中形成锡珠的现象
（正确的认识，错误的识别）
形成锡珠的原因（各工艺环节）
（印刷，贴件，回流焊接）
不停线调整减少锡珠的暂时对策
（暂时对策）
改良网版设计消除产生锡珠的隐患
14
Solder Beads
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其它的预防和改良措施
SMT各层工作人员的素质 SMT管理人员品质标准的培训 SMT 操作人员的相关操作的培训 明确各个工作岗位的权责（该做与不该做） 思想觉悟以及品质意识的提高
锡珠的形成及对策
温度曲线（Profile）：用来监测零部件受热过程的走势图
焊盘（PAD）： 电路板线路与零件引脚焊接的金属盘片
a) 印刷速度太快
b) 钢板底部不干净
c) 印刷环境温度过高（超过26摄氏度）
d) PCB定位不平整
e) 刮刀压力小（没刮干净锡）
f) 刮刀变形或硬度小（平直的钢刮刀）
g) 重复印刷次数多
h)
锡刮得太厚
i) 钢版太厚或开口太大
j)
PCB没处理干净
k) 及其它原因
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回流焊接
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锡珠形成的原因概述
锡珠
是怎样产生的
A 材料的原因
B 工艺的原因
I. 锡膏触变系数小
II. 锡膏冷坍塌或轻微热坍塌
III. 焊剂过多或活性温度低
IV. 锡粉氧化率高或颗粒不均匀 V. PCB的焊盘间距小 VI. 刮刀材质硬度小或变形
VII. 钢版孔壁不平滑
VIII. 焊盘及料件可焊性差
8. 调整印刷参数减少减小锡珠（10分钟） 9. 调整回流温度曲线缓和锡珠的形成（10分钟）
10. 形成锡珠的其它原因（10分钟）
共需要45分钟
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介绍
锡珠 的形成和解决 SMT各工艺环节锡珠的预防措施和解决方法
根据鱼骨图逐项排除
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大纲
相关词汇（名词解释或定义）
一般是0.8mm(0603) ,如果贴片精度允许为防止 锡珠的产生可加大到0.82 mm
SMT产生锡珠的原因及对策
SMT产生锡珠的原因及对策前言在表面着装技术精密发达的时代中,常常发生扰人的问题,其中以在零件部品旁,所发生小锡珠为最常见。
本篇就探讨其发生原因与解决对策,提供使用人在制程上参考。
1.如图a.锡膏在印刷后,零件部品在植装时,置件压力过强,锡膏因此产生挤压。
当进入回焊炉加热时,部品零件温度上升通常比基板来得快,而零件部品下方温度上升较慢。
接着,零件部品的导体(极体)与锡膏接触地方,Flux因温度上升黏度降低,又因部品零件导体上方温度较高而爬升靠近。
所以锡膏是由温度最高Pad外侧开始溶融。
2.如图b.溶融焊锡开始向零件部品的导体处往上爬,溶融焊锡形成像墙壁一般, 接着未溶融焊锡中Flux动向,因溶融焊锡而阻断停止流动,所以Flux无法向外流。
当然所产生挥发溶剂(GAS)也因溶融焊锡而阻断包覆。
3.如图c.锡膏的溶融方向是向Pad的内部进行,Flux也向内部挤压,(GAS)也向内侧移动。
零件部品a.点的下方因力量而使溶融焊锡到达b.点,又因吃锡不良a.点停止下降,产生c.力量逆流,a.b.c.d.的力量,使得焊锡移动。
•零件部品氧化,在导体侧面吃锡是有界线的如图c.所示,结果反而焊锡受压析出形成锡珠。
•另一方面Pad温度较快上升,在Pad上的溶融焊锡先产生回塑效果,无法拉引零件部品,此时的力量使得未溶融焊锡受压析出溶融而形成小锡珠。
•锡膏内Flux易析出气泡,Flux流动力量加上挥发型溶剂的挥发,再加上零件部品在Pad上拉引的力量同时使得未溶融焊锡受挤压析出溶融而形成锡珠。
•锡膏量过多或Pad面积太小,溶融焊锡所保有空间过小也易形成锡珠。
对策零件部品旁发生锡珠的原因很多,需检讨与修正。
1.在设计上Pad的温度,能均匀上升,考虑受热平衡,来决定Pad大小及导体长宽。
2.在设计上考虑锡高的量,零件部品的高度与Pad面积,使得溶融焊锡保有舒展空间。
3.温度曲线不可急遽上升。
4.印刷精度及印刷量的控制,与印刷时的管理。
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精密制造与自动化
2014 年第 3 期
熔化，使被焊元器件和焊盘连在一起，冷却形成永 久连接的焊点。合金焊料粉是锡膏的主要成分，约 占锡膏重量的 85％～90％。常用的锡膏分以下几 种：锡铅(Sn – Pb)、锡铅银/铜(Sn – Pb – Ag/Cu)和 锡(铅)铋(Sn – Pb – Bi)。目前锡铋为低温锡膏，比 较容易出现“锡珠”，锡膏产生的原因主要是由锡膏 的配方及成分所引起。
Paste C (Sn 63, -200/325)
0.4 珠
0.3
0.2 率
0.1
0.0 88
89
90
91
(a)
0.5 焊
0.4
Paste D (90% Sn 63, -200/325)
0.3 珠
0.2
Hale Waihona Puke 0.1率 0.00.00 0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
(b) 图 2 锡膏成分与锡珠率对照曲线
(3)锡膏中金属颗粒的粒度越小，锡膏的总体 表面积就越大，从而导致较细颗粒的氧化度较高， 因而锡珠现象加剧。试验表明，选用较细颗粒度的 锡膏更容易产生焊锡珠。焊料颗粒的均匀性不一 致，若其中含有大量的 20 mm 以下的焊料球，这些 焊料球的相对面积较大，极易氧化，最易形成锡珠。 另外，在溶剂挥发过程中，也极易将这些小焊料球 从焊盘上冲走，增加锡珠产生的机会。一般要求 25 mm 以下的粒子数不得超过焊料颗粒总数的 5%。
(4)锡膏抗热坍塌效果。在回流焊预热段，如果 锡膏抗热坍塌效果不好，在焊接温度前(焊料开始熔 融前)已印刷成型的锡膏开始坍塌，并有些锡膏流到 焊盘以外。当进入焊接区时焊料开始熔融，由于内 应力的作用，锡膏收缩成焊点并开始浸润爬升至焊 接端头。有时因为焊剂缺失或其他原因导致锡膏应 力不足，有一少部分焊盘外的锡膏没有收缩回来， 当其完全熔化后就形成了“锡珠”。
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SMT 生产工艺中产生锡珠的原因分析及防控措施
戴建华 1,2
(1.江苏省无线传感系统应用工程技术开发中心 江苏无锡 214153； 2.无锡商业职业技术学院 江苏无锡 214153)
摘 要 对 SMT 生产工艺中容易产生的锡珠进行了系统的分析。通过材料、设备、工艺、环境的影响，对操作 人员的技术水平、工作习惯进行分析；提出了在 SMT 生产工艺过程中如何防止“锡珠”产生的防控措施，并通 过工厂的生产实践有效地控制了锡珠的产生，为 SMT 工艺工程师在生产过程中如何改善锡珠方面提供了参考。 关键词 锡珠 焊膏 再流焊 温度曲线
2.3 工艺控制 1)模板的设计和制作 一般情况下，生产厂家往往根据印制板上的焊
(1)印刷机的选用。印刷机本身应选用压力适 中、控制精确的全自动印刷机。特别是与印刷机相 匹配的钢网。钢网的开孔和印刷的压力是印刷工艺 阶段主要控制因素。
(2)贴片机的选用。主要是贴片的压力和位置 精确度，一般选择全自动的贴片机。主流贴片机一 般都能达到使用要求。
(3)回流焊机的选用。回流焊机是引起锡珠的 主要原因，在实际生产加工一款遥控器电路板时出 现锡珠的可能性较多，选用的回流焊炉是 HW-8800 的 8 温区。开始一直以为是印刷工艺出现的问题，后 来发现回流焊机的温控曲线在低温时的控制不是很 好，回流焊机常用的温度是在 230℃，但由于这款遥 控器电路板的问题只能选用低温锡膏，在温度测试 时正常，但过板是温度有一点偏差；后选用另一条 生产线的回流焊炉，锡珠的出现率大大降低。
T(℃) 250
预热 200
150
保温区
快速 升温区
峰值温度 焊接区
(铅/锡焊料熔点温度) (1.2-3.5)℃/S
100 <2℃/S
经典回流焊曲线 冷却区
渐进回流焊曲线 -4℃/S
50 常温
PCB 传送方向
20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 t(s)
锡珠”，所用线路板在焊接后必须被清洗或将锡珠手 工去除。
图 1 常见的锡珠形态及其尺寸标识照片
1.2 “锡珠”产生的原因 焊锡珠的存在不仅影响了电子产品的外观，也
对产品的质量埋下了隐患。现代化电子线路印制 板元件密度高、间距小，在使用时锡珠可能会脱 落。有的用户在使用端有二次回流的需要，锡珠 造成元器件或电路连接短路，影响电子产品的质 量。因此，很有必要弄清锡珠产生的原因，并进 行有效地控制及改进。在“SMT 表面贴装”焊接 工艺中，锡珠是在回流炉中产生，但回流焊的“温 度、时间、锡膏的质量、印刷厚度、钢网(模板)的 制作、装贴压力”等因素都有可能造成“锡珠”的 产生。锡珠其实就是由于锡膏受热太快，锡膏中的 水分爆裂而使得焊锡飞溅，从而在电路板上产生多 余的锡珠。所以原因主要从物料角度、设备角度和 工艺操作角度三个方面来分析。
随着电子产品迅速朝小型化、便携式、网络化 和多媒体化方向发展，这种市场需求对电路组装技 术提出了更高的要求，其中主要包括高密度化、高 速化、高 性 能 、高 可 靠 性 、低 功 耗 、小 尺 寸 和 多 引脚等。SMT(SurfaceMounted Technology)技术作 为电子行业最流行和应用最广的工艺技术，因其具 备组装密度高、电子产品体积小、可靠性高和易于 实现自动化等特点，已成为电子组装行业里最重要 的一种工艺和技术。但在实际规模生产过程中，还 是有各种各样的问题发生，锡珠是最主要的缺陷。 另外，越来越多的电子焊接采用焊后“免清洗”工 艺，但是如果焊后板面有“锡珠”出现，则不可能 达到“免清洗”的要求，因此“锡珠”的预防与控 制在实施“免清洗”过程中就显得格外重要。“锡 珠”的出现不仅影响板级产品外观，更为严重的是 由于印制板上元件密集，在使用过程中有可能造成 短路等状况，从而影响产品的可靠性。
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戴建华 SMT 生产工艺中产生锡珠的原因分析及防控措施
膏，回流焊时就会形成锡珠，在这一过程中，人员 因素的影响显得尤为突出。因此要加强操作员在 生产过程中的责任心，严格按照工艺要求进行生 产，加强工艺过程的质量控制。
(2)贴片工艺 如果在贴装时压力太大，锡膏就容易被挤压到 元件下面的阻焊层上，在回流焊时焊锡熔化在元件 的周围形成锡珠。可以减小贴装时的压力，调整贴 装压力并设定包含元件本身厚度在内的贴装吸嘴的 下降位置，要注意元器件的物理尺寸，设置正确的 元件高度。
(2)锡膏中氧化物的含量。锡膏中氧化物含量也 影响着焊接效果。氧化物含量越高，金属粉末熔化 后在与焊盘熔合的过程中表面张力就越大，而且在 “回流焊接阶段”金属粉末表面氧化物的含量还会 增高，这就不利于焊料的完全“润湿”从而导致细 小锡珠产生。
(3)锡膏中金属粉末的粒度。锡膏中的金属粉末 是极细小的近圆型球体，常用的焊粉球径约在 25～ 45 μm 之间，较细的粉末中氧化物含量较低，因而 会使“锡珠”现象得到缓解。
1 “锡珠”产生主要因素分析 1.1 关于的“锡珠”形态及标准
根据电子产品生产现场质量检验标准及无铅的 验收标准(IPC-A-610C 标准)中规定“每平方英寸少 于 5 个”。最小绝缘间隙 0.13 mm，直径小于 0.13 mm 的锡珠被认为是合格的，常见的锡珠形态及其尺寸 照片如图 1 所示。而直径大于或等于 0.13 mm 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。在最新版 IPCA-610D 标准中没有对 无铅焊接中锡珠现象做更清楚的规定，另外 MIL-STD-2000 标准中规定“不允许有锡珠”，在有 关汽车和军用产品的标准中则是“不允许出现任何
(3)回流焊工艺 回流焊温度曲线是决定焊珠形成的一个重要参 数，温度曲线如图 3 所示。回流过程中不同阶段 的温度和升温速度会导致不同的问题产生。经典 的回流温度曲线将整个回流过程分为 5 个区域:预 热、保温、升温、焊接、冷却。每个区域的曲线斜 率不同，升温速率分别为 1.5℃/s、0.5℃/s、1.5℃/s、 2.5℃/s，冷却区域小于 4℃/s。特别是在焊接区，由 于升温速度较快，水分爆裂就容易形成锡珠。采 取较适中的预热温度和预热速度来控制锡珠的 产生。
(1)锡膏中的金属含量。锡膏中金属含量的质量 比约为 89%～91%，体积比约为 50%左右，如图 2(a) 所示。通常金属含量越多，锡膏中的金属粉末排列 越紧密，锡粉的颗料之间就有更多机会结合而不易 在气化时被吹散，因此不易形成“锡珠”； 如果金 属含量减少，则出现“锡珠”的机率增高。
0.6 焊
0.5
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易产生焊锡珠。 (2)锡膏接触空气后，金属颗粒表面可能产生
氧化。金属氧化度越高，在焊接时颗粒越不易结合， 锡膏与焊盘及元件之间就越不浸润，从而导致可焊 性降低。而试验证明锡珠的发生率与锡膏氧化物的 百分率成正比。一般锡膏的氧化物应控制在 0. 03% 左右，最大值不要超过 0. 15%，所以锡膏不宜长时 间暴露的空气中。
2 生产中“锡珠”的防控措施 2.1 锡膏选用
(1)锡膏中金属颗粒的含量、锡膏的氧化度、锡 膏中焊料球的粗细度、锡膏吸湿及锡膏中助焊剂的 量以及焊剂的活性都能影响锡珠的产生。锡膏中金 属含量的质量比约为 88%～92%，体积比约为 50%。 当金属含量增加时，锡膏的黏度增加，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 增加使焊料球排列紧密，使其在熔化时更容易结合 而不被吹散。此外，金属含量的增加也可以减小锡 膏印刷后的塌陷，因此，选用金属含量高的锡膏不
图 3 回流焊温度曲线图
(4)其他辅助工艺 湿度敏感的元器件及印制板长时间暴露在空 气中会吸收水分并发生焊盘氧化,导致可焊性变 差,极易引起焊锡珠现象。对这些湿度敏度元件和 印制板要进行湿度敏感度控制,控制的原则是在运 输、储存、备料及生产过程中一定要严格按照元器 件及印制板的湿度敏感等级进行控制,暴露时间超 标时必须及时用低温(40℃)或者高温(120℃) 在 干燥箱中进行 24 h 的烘烤,并且用湿度敏感指示卡 进行跟踪且要进行真空封装，这样可以有效地减少 锡珠产生。