在波峰焊工艺过程中,锡珠的产生有两种状况:一种是在板子刚接触到锡液时,因为助焊剂或板材本身的水份过多或高沸点溶剂没有充分挥发,遇到温度较高的锡液时骤然挥发,较大的温差致使液态焊锡飞溅出去,形成细小锡珠;另一种情况是在线路板离开液态焊锡的时候,当线路板与锡波分离时,线路板顺着管脚延伸的方向会拉出锡柱,在助焊剂的润湿作用及锡液自身流动性的作用下,多余的焊锡会落回锡缸中,因此而溅起的焊锡有时会落在线路板上,从而形成锡珠。
(一),助焊剂方面的原因分析及预防控制办法
1、助焊剂中的水份含量较大或超标,在经过预热时未能充分挥发;2、助焊剂中有高沸点物质或不易挥发物,经预热时不能充分挥发,这两种原因是助焊剂本身质量问题所引起的,在实际焊接工艺中,可以通过提高预热温度或放慢走板速度等来解决。
(二),工艺方面的原因分析及预防控制办法
1,预热温度偏低,助焊剂中溶剂部分未完全挥发;2,走板速度太快未达到预热效果;3,链条(或pcb板面)倾角过小,锡液与焊接面接触时中间有气泡,气泡爆裂后产生锡珠;4,助焊剂涂布的量太大,多余助焊剂未能完全流走或风刀没有将多余焊剂吹除。
在无卤助焊剂焊接过程中,焊料基本处于液体状态,而元件管脚或焊盘则为固体状态,当两种物质接触时,因液态物质表面张力的作用,无卤助焊剂会增强两种物质接触界面。
因此,焊接需要的是无卤助焊剂中“表面活性剂”的作用,“表面活性剂”通常指在极低的浓度下,就能够显著降低其他物质表面张力的一种物质,它的分子两端有两个集团结构,一端亲水憎油另一端亲油憎水,通过其外部表现可以看到,无卤助焊剂由溶剂可溶性和溶剂不溶性两部分组成,这两个部分正处于分子的两端,形成一种并不对称的结构,它只所以能够显著降低表面张力的作用正是由这种特殊结构所决定的。
无卤助焊剂中表面活性剂的添加量很小,但作用却很关键,降低“被焊接材质表面张力”,所表现出来的就是一种强效的润湿作用,它能够确保锡液在被焊接物表面顺利扩展、流动、浸润等。通常焊点成球、假焊、拉尖等类似不良状况均与表面活性不够有一定关系,而这种原因不一定是无卤助焊剂“表面活性剂”添加量太少,也有可能是在生产工艺过程中造成了其成分解、失效等,从而大大减弱表面活性作用。
助焊剂通常是以松香为主要成分的混合物,是保证焊接过程顺利进行的辅助材料。焊接是电子装配中的主要工艺过程,助焊剂是焊接时使用的辅料,助焊剂的主要作用是清除焊料和被焊母材表面的氧化物,使金属表面达到必要的清洁度.它防止焊接时表面的再次氧化,降低焊料表面张力,提高焊接性能.助焊剂性能的优劣,直接影响到电子产品的质量.
助焊剂成分:近几十年来,在电子产品生产锡焊工艺过程中,一般多使用主要由松香、树脂、含卤化物的活性剂、添加剂和有机溶剂组成的松香树脂系助焊剂.这类助焊剂虽然可焊性好,成本低,但焊后残留物高.其残留物含有卤素离子,会逐步引起电气绝缘性能下降和短路等问题,要解决这一问题,必须对电子印制板上的松香树脂系助焊剂残留物进行清洗.这样不但会增加生产成本,而且清洗松香树脂系助焊剂残留的清洗剂主要是氟氯化合物.这种化合物是大气臭氧层的损耗物质,属于禁用和被淘汰之列.目前仍有不少公司沿用的工艺是属于前述采用松香树指系助焊剂焊锡再用清洗剂清洗的工艺,效率较低而成本偏高