波峰焊助焊剂再流焊接中的预防方法 - 合明科技

⑴  z小化

优化助焊剂载体的化学成份和再流焊接温度曲线，将溅锡减到z低。通过评估清楚地表明了活性剂、溶剂、合金和再流焊接温度曲线对溅锡珠程度有重要影响。这些参数的适当调整可以将溅锡珠现象减到z小。

⑵  正确选择助焊剂材料

聚合助焊剂有希望z终提供一个可能z小化的溅锡珠的解决方案，因为潜在的飞溅材料在温度激化的聚合过程中被包围。因此，没有液体助焊剂留下来产生飞溅。

⑶  再流温度曲线的选择

再流温度曲线和材料类型两者都必须调整以使飞溅z小。图8示出了一条没有平坦保温区的线性上升温度曲线，试验结果是所有材料都存在一些溅锡现象。基于飞溅机理的假设，这个线性的曲线没有充分烘干助焊剂。

图示的基本曲线形状包括一个160℃的高温保温(烘干)区，以蒸发所有的溶剂。这种溶剂的挥发增加了剩余助焊剂的粘性，减少了进入再流区后的挥发成份，因此减少了飞溅。但是，这样烘干带来的潜在问题是钎料的熔湿性变差和易产生空洞。使用惰性气体(氮气)可以帮助改善熔湿和减少空洞，但对飞溅却无效果。

结论：优质的焊膏结合正确的温度曲线，可以达到实际消除焊锡和助焊剂的飞溅，相对于易挥发溶剂含量高和熔湿速度慢的焊膏可以达到z好的效果。

⑷  正确地设计模板开口形状

前面已讨论到模板开孔的形状是在免洗焊膏应用中的一个关键设计参数。是形成具有高可靠性的高质量焊点所要求的足够的焊膏量的基础。为了解决在片状元件上的溅锡珠的问题，在探讨各种模板开孔的形状中，z流行的是homeplate开孔设计(图10)。据说这种homeplate设计可以在需要的地方准确地提供焊膏，从片状元件的角上去掉过多的焊膏。可是，homeplate设计会带来焊膏的粘附区域不足的问题，焊膏提供很小的与零件接触的面积，因而易造成元件偏位。除此之外，homeplate设计不能消除片状元件下面和相邻位置的锡珠。在片状元件下面出现过多种焊膏的模板设计方案，包括：

①  homeplate模板(图10) ；

②  比矩形片状元件焊盘形状减少85%的模板(图11)；   

③  对片状元件的T形开孔模板(图12)。

图示的模板能减少在片状元件上的锡珠的数量，但是不能完全消除。图11所示的模板有80%的片状元件出现锡珠。而图12所示的模板可去掉50%的锡珠。因此，这三种模板没有哪个能有效地消除锡珠，同时在装配期间提供足够的粘附力来将元件固定在位。图13示出了85%的U形模板。在U形模板上，片状元件下面的中间部分是没有焊膏的。模板材料是0.16mm厚度的不锈钢，采用化学腐蚀工艺。这种设计已经证明可以提供连续的焊膏沉淀。

试验证实了对片状元件使用U形开孔模板能较好地消除锡珠。这种U型模板在其所需要的位置上可以提供准确的焊膏，而没有可能造成锡珠从片状元件体下面挤出的地方提供过剩的焊膏。

U形开孔模板只在其需要的地方出现焊膏，且分布在片状元件体的边缘，不直接在元件体中间的下面。这样一来，如果片状元件贴放偏离位置，焊膏沉淀足够在整个过程和再流焊接中维持住零件。

在QFP元件上的锡尘通过减少焊盘开孔而消除。对于密间距(<1.27mm)元件，焊膏开孔与焊盘的形状相同，开口为焊盘长度的75%，焊盘宽度的85%。这种结构减少了相邻焊盘之间的短路发生。

提供给表面贴装元件的焊膏数量与位置的改善，直接影响锡珠与锡尘的出现与否。通过在适当的位置提供适量的焊膏，z终产品质量就可以大大提高。对片状元件来说使用U形开孔，可以大大地减少锡珠的发生。对QFP焊盘的减小，消除了相邻焊盘之间的锡尘。结合适当的焊盘尺寸与形状，就可为PCB的装配生产形成一个优化的高质量的生产工艺。