[科普中國(guó)]-焊珠

焊珠，漢語(yǔ)詞語(yǔ)，指焊接金屬的熔珠或焊接金屬熔珠的連續(xù)沉積物。

名詞解釋指焊接金屬的熔珠或焊接金屬熔珠的連續(xù)沉積物。

簡(jiǎn)介焊珠現(xiàn)象是表面貼裝過(guò)程中的主要缺陷之一它的產(chǎn)生是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程也是最煩人的問(wèn)題要完全消除它是非常困難的。

焊珠的直徑大致在0.2mm0.4mm之間也有超過(guò)此范圍的主要集中在片式阻容元件的周圍焊珠的存在不僅影響了電子產(chǎn)品的外觀也對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量埋下了隱患原因是現(xiàn)代化印制板元件密度高間距小焊珠在使用時(shí)可能脫落從而造成元件短路影響電子產(chǎn)品的質(zhì)量因此很有必要弄清它產(chǎn)生的原因并對(duì)它進(jìn)行有效的控制顯得尤為重要了。

一般來(lái)說(shuō)焊珠的產(chǎn)生原因是多方面綜合的。焊膏的印刷厚度，焊膏的組成及氧化度，模板的制作及開(kāi)口，焊膏是否吸收了水分，元件貼裝壓力，元器件及焊盤的可焊性，再流焊溫度的設(shè)置，外界環(huán)境的影響都可能是焊珠產(chǎn)生的原因。

焊珠產(chǎn)生的原因1、焊膏的金屬含量。焊膏中金屬含量其質(zhì)量比約為88%--92%，體積比約為50%。當(dāng)金屬含量增加時(shí)，焊膏的黏度增加，就能有效地抵抗預(yù)熱過(guò)程中汽化產(chǎn)生的力。另外，金屬含量的增加使金屬粉末排列緊密，使其在熔化時(shí)更容結(jié)合而不被吹散。此外，金屬含量的增加也可能減小焊膏印刷后的塌落，因此不易產(chǎn)生焊珠。

2、焊膏的金屬氧化度。在焊膏中，金屬氧化度越高在焊接時(shí)金屬粉末結(jié)合阻力越大，焊膏與焊盤及元件之間就越不浸潤(rùn)，從而導(dǎo)致可焊性降低。實(shí)驗(yàn)表明，焊珠的發(fā)生率與金屬粉末的氧化度成正比，一般的，焊膏中的焊料氧化度應(yīng)控制在0.05%以下，最大極限為%0.15。

3、焊膏中金屬粉末的粒度。焊膏中粉末的粒度越小，焊膏的總體表面積就越大。從而導(dǎo)致較細(xì)粉末的氧化度較高，因而焊珠現(xiàn)象加劇。選用較細(xì)顆粒度的焊膏時(shí)更容易產(chǎn)生焊錫粉。

4、焊膏在印制板上的印刷厚度。焊膏印刷后的厚度是漏板印刷的一個(gè)重要參數(shù)，通常在 0.12mm-20mm 之間，焊膏過(guò)厚會(huì)造成焊膏的塌落，促進(jìn)焊珠的產(chǎn)生。

5、焊膏中助焊劑的量及焊劑的活性。焊劑量太多會(huì)造成焊膏的局部塌落，從而使焊珠容易產(chǎn)生。另外，焊劑的活性小時(shí)，焊劑的去氧化能力弱，從而也容易產(chǎn)生錫珠。免清洗焊膏的活性較松香型和水溶型焊膏要低，因此就更有可能產(chǎn)生焊珠。1

相關(guān)措施一般根據(jù)印制板上的焊盤來(lái)制作模板。所以模板的開(kāi)口，就是焊盤的大小，在印刷焊膏時(shí)，容易把焊膏印刷到阻焊層上，從而在再流焊時(shí)產(chǎn)生焊珠。因此，我們可以這樣來(lái)制作模板 把模板的開(kāi)口比焊盤的實(shí)際尺寸減小 10%。另外，可以更改開(kāi)口的外形來(lái)達(dá)到理想的效果 。

模板的厚度決了焊膏的印刷厚度。所以適當(dāng)?shù)販p小模板的厚度也可以明顯改善焊珠現(xiàn)象。

1、再流焊溫度的設(shè)置。焊珠是在印制板通過(guò)再流焊時(shí)產(chǎn)生的，再流焊可分為四個(gè)階段：預(yù)熱、保溫、再流 、冷卻。在預(yù)熱階段使焊膏和元件及焊盤的溫度上升到1200C—1500C 之間，減小元器件在再流時(shí)的熱沖擊，在這個(gè)階段，焊膏中的焊劑開(kāi)始汽化，從而可能使小顆粒金屬分開(kāi)跑到元件的底下，在再流時(shí)跑到元件周圍形成焊珠。在這一階段，溫度上升不能太快，一般應(yīng)小于 1.50C/s，過(guò)快容易造成焊錫飛濺，形成焊珠，所以應(yīng)該調(diào)整再流焊的溫度曲線，采取較適中的預(yù)熱溫度和預(yù)熱速度來(lái)控制焊珠的產(chǎn)生。

2、件貼裝壓力及元器件的可焊性。如果在貼裝時(shí)壓力太高，焊膏就容易被擠壓到元件下面的阻焊層上，在再流焊時(shí)焊錫熔化跑到元件的周圍形成焊珠。解決方法可以減小貼裝時(shí)的壓力，并且采用推薦使用的模板開(kāi)口形式，避免焊膏被擠壓到焊盤外邊去。另外，元件和焊盤焊性也有直接影響，如果元件和焊盤的氧化度嚴(yán)重，也會(huì)造成焊珠的產(chǎn)生。經(jīng)過(guò)熱風(fēng)整平的焊盤在焊膏印刷后，改變了焊錫與焊劑的比例，使焊劑的比例降低。焊盤越小，比例失調(diào)越嚴(yán)重，這也是產(chǎn)生焊珠的一個(gè)原因。

3、外界因素的影響。一般焊膏印刷時(shí)的最佳溫度為 250C+30C，濕度為相對(duì)濕度 60%。溫度過(guò)高，使焊膏的黏度降低，容易產(chǎn)生塌落，濕度過(guò)模高，焊膏容易吸收水分。容易發(fā)生飛濺，這都是引起焊珠的原因。另外，印制板暴露在空氣中較長(zhǎng)的時(shí)間會(huì)吸收水分，并發(fā)生焊盤氧化，可焊性變差?？梢栽?1200C—1500C 的干燥箱中烘烤 12—14h，去除水汽。

焊珠引燃能力分析1、不同堆積方式
可燃物的堆積主要是對(duì)熱量的積累有影響，減少向外的散熱。當(dāng)可燃物處于導(dǎo)熱系數(shù)較大的表面時(shí)，可燃物堆積減少熱傳導(dǎo)有利于引燃，但是堆積量較大、較密實(shí)時(shí)，內(nèi)部處于無(wú)氧狀態(tài)，燃燒會(huì)停止。
相同尺寸的棉花堆放較蓬松時(shí)，表面及內(nèi)部都能與空氣接觸，被引燃后燃燒較完全。堆放較密實(shí)時(shí)，被引燃后僅表面充分燃燒內(nèi)部基本未燃燒。木屑2cm的引燃僅在表面進(jìn)行，由于內(nèi)部空氣含量較少不利于燃燒，燃燒會(huì)自行熄滅。可燃物的堆積對(duì)其被引燃性有較大的影響，在不考慮地表導(dǎo)熱時(shí)大量的可燃物堆積，會(huì)使可燃物內(nèi)部處于缺氧狀態(tài)，燃燒僅在表面進(jìn)行。
2、不同材料
對(duì)于固體可燃物材料的燃點(diǎn)、熱分解溫度、自身的物理結(jié)構(gòu)都會(huì)對(duì)引燃造成影響。各種可燃物的燃點(diǎn)是不同的，因?yàn)榭扇蓟旌衔锇l(fā)生氧化反應(yīng)的能力不一樣，燃燒反應(yīng)是通過(guò)斷裂分子鍵和生成中間活性分子和自由基進(jìn)行的，斷裂分子鍵的能量越大，進(jìn)行氧化反應(yīng)也就越難，因而自燃點(diǎn)也就越高。物理結(jié)構(gòu)（是指材料空間結(jié)構(gòu)及疏密程度，直接影響材料接觸氧的比表面積，在散熱條件相同的情況下，某種物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的比表面積越大，則與空氣中氧氣的接觸面積越大，反應(yīng)速率越快，越容易被引燃。）棉花較疏松，能與空氣充分接觸，更易發(fā)生燃燒反應(yīng)。聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料都有較好的保溫效果，導(dǎo)熱系數(shù)較小。能減少焊珠掉落后的熱量損失，更易引燃可燃物。而木屑的引燃情況與其自身的含水量有較大關(guān)系，含水量少的木屑更易被引燃。
3、環(huán)境因素
環(huán)境條件包括環(huán)境溫度、濕度、空氣流速等，溫度過(guò)低或空氣濕度過(guò)大，點(diǎn)火源不能使可燃物達(dá)到起火所需最低溫度，也就很難將其引燃?？諝饬魉龠^(guò)快，溫度散失的就過(guò)快，無(wú)法達(dá)到起火能量。文章考慮的外部條件為環(huán)境溫度為22～26℃，空氣濕度為35～40%，室內(nèi)無(wú)風(fēng)。2

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李雪梅 - 副教授 - 西南大學(xué)