焊錫膏在焊接過程中有哪些注意事項(xiàng)
來源:優(yōu)特爾錫膏 瀏覽: 發(fā)布時(shí)間:2025-06-11
在電子焊接過程中,焊錫膏的正確使用對(duì)焊接質(zhì)量(如焊點(diǎn)可靠性、外觀、是否存在虛焊/橋連等缺陷)至關(guān)重要。
焊錫膏使用及焊接過程中的核心注意事項(xiàng),涵蓋儲(chǔ)存、操作、工藝參數(shù)等多個(gè)環(huán)節(jié):
焊錫膏的儲(chǔ)存與開封前處理
1. 儲(chǔ)存條件
焊錫膏需在 2~10℃冷藏環(huán)境 下儲(chǔ)存(具體按廠商說明),避免高溫或陽光直射,防止焊錫粉氧化、助焊劑失效或膏體干涸。
未開封的焊錫膏保質(zhì)期通常為 3~6個(gè)月(不同品牌/型號(hào)有差異),需標(biāo)注儲(chǔ)存時(shí)間,遵循“先進(jìn)先出”原則。
2. 使用前回溫
從冰箱取出后,需在 室溫(25℃±5℃)下靜置2~4小時(shí),避免直接開封(防止冷凝水進(jìn)入膏體,導(dǎo)致焊接時(shí)飛濺、氣孔)。
回溫期間不得擠壓或搖晃包裝,確保膏體溫度與環(huán)境一致。
開封與混合操作
開封檢查
確認(rèn)包裝無破損、漏膏,觀察膏體狀態(tài):不應(yīng)有結(jié)塊、嚴(yán)重分層或干燥現(xiàn)象(輕微觸變性分層屬正常,混合后可恢復(fù))。
含鉛焊錫膏與無鉛焊錫膏需嚴(yán)格區(qū)分,避免混用(成分、熔點(diǎn)不同,混用會(huì)導(dǎo)致焊接缺陷)。
攪拌混合
手動(dòng)攪拌:開封后,用不銹鋼刮刀沿同一方向攪拌 3~5分鐘,確保焊錫粉與助焊劑均勻分散,無氣泡或顆粒感。
機(jī)械攪拌:使用專用攪拌機(jī)(推薦),設(shè)置轉(zhuǎn)速 1000~2000轉(zhuǎn)/分鐘,攪拌1~3分鐘(根據(jù)膏體重量調(diào)整時(shí)間),避免過度攪拌產(chǎn)熱導(dǎo)致助焊劑揮發(fā)。
攪拌后靜置 5~10分鐘,讓氣泡自然排出,減少印刷時(shí)的“塌落”或焊接時(shí)的飛濺。
焊錫膏印刷環(huán)節(jié),印刷設(shè)備參數(shù)
刮刀角度:通常為 45°~60°(角度越小,壓力越大,下錫量多;角度越大,壓力小,適合精細(xì)間距)。
刮刀壓力:根據(jù)模板厚度和焊盤間距調(diào)整,避免壓力過大導(dǎo)致焊錫膏被“刮空”,或壓力過小導(dǎo)致下錫不足(推薦從廠商建議值開始調(diào)試)。
印刷速度:一般 20~50mm/秒(速度過快,膏體填充不充分;過慢,易造成膏體堆積、塌落)。
模板(鋼網(wǎng))管理
印刷前檢查模板開口是否堵塞、變形,確保焊盤對(duì)應(yīng)位置清潔無異物(可用酒精擦拭或超聲波清洗)。
連續(xù)印刷時(shí),每印刷 5~10片PCB 需用無塵紙擦拭模板表面(去除殘留的助焊劑,避免污染),防止焊錫膏粘連導(dǎo)致下錫不均勻。
精細(xì)間距(如0.5mm以下引腳)需特別注意模板開口的精度,避免“橋連”風(fēng)險(xiǎn)。
印刷質(zhì)量檢查
目視或使用 AOI(自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)) 檢查焊錫膏的 位置、形狀、量:
位置:需完全覆蓋焊盤,不偏移至元件引腳或PCB基材(避免短路)。
形狀:邊緣整齊,無塌陷、拉絲或拖尾(塌陷可能因膏體粘度不足或攪拌過度,拉絲可能因助焊劑揮發(fā)、粘度偏高)。
量:厚度均勻,符合設(shè)計(jì)要求(可通過切片測(cè)量或SPI焊錫膏測(cè)厚儀檢測(cè)),避免過多(橋連)或過少(虛焊)。
元件貼裝與焊接前處理
元件貼裝精度
確保元件引腳/焊端與焊錫膏完全對(duì)齊(偏差不超過焊盤寬度的1/3),避免因偏移導(dǎo)致焊接時(shí)“少錫”或“橋連”(尤其是QFP、BGA等多引腳元件)。
貼裝壓力適中,避免元件壓入焊錫膏過深(導(dǎo)致焊錫膏擠出,污染周邊)或貼裝不牢(焊接時(shí)移位)。
環(huán)境控制
操作環(huán)境濕度控制在 40%~60% RH(過低易產(chǎn)生靜電,過高導(dǎo)致焊錫膏吸潮,焊接時(shí)產(chǎn)生氣孔、飛濺)。
溫度保持 25℃±3℃,避免劇烈溫濕度波動(dòng)影響膏體性能。
回流焊溫度曲線是焊錫膏焊接的核心,需根據(jù)焊錫膏類型(含鉛/無鉛)、熔點(diǎn)、PCB材質(zhì)及元件耐溫性設(shè)置,通常分為4個(gè)階段:
預(yù)熱階段(升溫區(qū))
緩慢升溫(斜率 1~3℃/秒),讓焊錫膏中的溶劑均勻揮發(fā),避免因驟熱導(dǎo)致元件或PCB變形、焊錫膏飛濺。
溫度范圍:
含鉛焊錫膏(如Sn63Pb37,熔點(diǎn)183℃):通常預(yù)熱至 120~150℃,持續(xù)60~90秒。
無鉛焊錫膏(如Sn96.5Ag3.0Cu0.5,熔點(diǎn)217℃):預(yù)熱至 150~180℃,持續(xù)90~120秒。
保溫階段(活化區(qū))
目的:助焊劑活化,去除焊盤和元件引腳表面的氧化物,改善潤濕性。
溫度范圍:
含鉛:保持 150~170℃,持續(xù)30~60秒。
無鉛:保持 180~200℃,持續(xù)60~90秒。
注意:溫度不宜過高(助焊劑提前失效)或過低(活化不充分,導(dǎo)致焊接不良),時(shí)間需足夠確保氧化層充分清除。
回流焊接階段(峰值區(qū))
目的:焊錫膏達(dá)到熔點(diǎn)(液相線以上),焊錫粉熔化并潤濕焊盤和引腳,形成金屬間化合物(IMC)。
溫度范圍:
含鉛:峰值溫度 185~220℃(高于熔點(diǎn)20~40℃),持續(xù)30~60秒(液相線以上時(shí)間)。
無鉛:峰值溫度 220~245℃(高于熔點(diǎn)5~20℃,避免超過250℃,防止元件損壞),液相線以上時(shí)間 60~90秒。
關(guān)鍵:峰值溫度和液相時(shí)間需嚴(yán)格控制:
溫度過低/時(shí)間不足:焊錫未完全熔化,導(dǎo)致虛焊、冷焊(焊點(diǎn)表面粗糙、無光澤)。
溫度過高/時(shí)間過長:焊錫過度氧化(焊點(diǎn)發(fā)黑)、助焊劑碳化(殘留發(fā)黑),甚至損壞元件(如陶瓷電容開裂、IC引腳氧化)。
冷卻階段
目的:焊錫從液態(tài)快速凝固,形成致密、均勻的焊點(diǎn),避免因冷卻過慢導(dǎo)致焊點(diǎn)晶粒粗大(機(jī)械強(qiáng)度下降)或冷卻過快產(chǎn)生應(yīng)力(元件開裂)。
冷卻斜率:推薦 2~4℃/秒,可通過回流焊爐的風(fēng)冷或氮?dú)饫鋮s系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。
焊接后清潔與檢測(cè)
殘留處理
焊錫膏中的助焊劑殘留若不清除,可能導(dǎo)致PCB表面絕緣電阻下降、長期腐蝕(尤其含鹵化物的助焊劑)。
根據(jù)產(chǎn)品要求選擇清潔方式:
免清洗型焊錫膏:若殘留少且符合標(biāo)準(zhǔn),可不用清洗(但需確認(rèn)是否有腐蝕性)。
需要清洗:用酒精、專用清洗劑或超聲波清洗,去除表面助焊劑殘?jiān)ㄓ绕湟_密集處、BGA下方)。
焊點(diǎn)檢測(cè)
目視檢查:焊點(diǎn)是否光亮、飽滿,無虛焊(焊點(diǎn)凹陷、引腳未潤濕)、橋連(相鄰焊點(diǎn)短路)、錫珠(飛濺的小錫球)、氣孔(焊點(diǎn)表面或內(nèi)部空洞)。
功能性檢測(cè):通過ICT(在線測(cè)試)或FCT(功能測(cè)試)確認(rèn)電氣連接是否正常。
可靠性檢測(cè):對(duì)高要求產(chǎn)品(如汽車電子、航空航天),可通過X-Ray(檢測(cè)BGA/CSP內(nèi)部焊點(diǎn))、拉力測(cè)試、高低溫循環(huán)等評(píng)估焊點(diǎn)可靠性。
開封后使用期限
焊錫膏開封后,建議在 24小時(shí)內(nèi)用完(暴露在空氣中過久,助焊劑揮發(fā)、焊錫粉氧化,導(dǎo)致粘度上升、潤濕性下降)。
未用完的焊錫膏需密封后放回冰箱(需在包裝上標(biāo)注開封時(shí)間,下次使用前重新攪拌,且重復(fù)使用不超過2次)。
安全與防護(hù)
焊錫膏含助焊劑(可能含松香、鹵化物等),操作時(shí)需戴手套、護(hù)目鏡,避免接觸皮膚或?yàn)R入眼睛(若接觸,立即用清水沖洗并就醫(yī))。
廢棄的焊錫膏需按有害廢棄物處理,避免污染環(huán)境。
設(shè)備維護(hù)
定期清潔印刷機(jī)、回流焊爐的導(dǎo)軌、傳送帶,避免焊錫膏殘留固化后污染PCB。
回流焊爐的溫度傳感器需定期校準(zhǔn)(建議每周一次),確保溫度曲線精度。
焊錫膏焊接的核心是 “精準(zhǔn)控制”——從儲(chǔ)存、攪拌、印刷到回流焊的每一步,均需嚴(yán)格遵循工藝規(guī)范,結(jié)合焊錫膏廠商的技術(shù)參數(shù)(如MSDS、推薦溫度曲線)和產(chǎn)品需求(精度、可靠性)調(diào)整細(xì)節(jié)。
通過控制環(huán)境、設(shè)備參數(shù)及操作規(guī)范,可有效減少焊接缺陷,提升產(chǎn)品質(zhì)量。
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