回流焊接過程中錫膏產生錫球的現像在生產線上經常發生,但直接將責任歸咎於有缺陷的錫膏批次往往會掩蓋真正的原因。例如,我們曾經遇到過,連續三批同一品牌的焊膏在A線上出現了密集的焊球,而同批次的B線上卻沒有出現異常。最終發現,A線上氮氣純度的波動導致氧氣含量升高,加劇了助焊劑分解的副反應,從而促進了焊粉的氧化和團聚成球。
焊膏的金屬含量、粒徑分佈和觸變指數確實會影響形成焊球的傾向,但這些參數在製造時是固定的。除非出現運輸損壞或過期儲存,否則它們的穩定性遠高於現場製程變數。因此,當新一批錫膏投入使用後立即產生錫球時,需要同時驗證鋼網孔徑尺寸是否與焊盤匹配,刮刀壓力是否在0.4~0.6MPa範圍內波動,印刷後停留時間是否超過30分鐘。這是因為焊膏中的松香類助焊劑一旦形成表面膜,在受到回流加熱時,會因內部蒸氣壓突然升高而破裂並噴濺。
若回流焊溫度曲線的峰值溫度偏離焊膏標稱熔點超過±5℃,或在120~180℃範圍內升溫速率超過3℃/s,溶劑將在逸出前進入液相區,形成微小氣泡,攜帶焊粉向上。冷卻後,它們變成典型的焊球。這種現像在小於 0201 的封裝周圍尤其明顯,因為它們的焊盤熱質量低且升溫快,使它們更容易出現局部過熱和助焊劑碳化。
當車間環境濕度持續高於60%RH時,錫膏吸潮的風險急劇增加。雖然大多數錫膏聲稱可以耐受40%~60%RH,但在實際生產線中,如果空調除濕裝置關閉兩小時,濕度回升到65%,即使是新開封的錫膏,印刷後靜置15分鐘後仍可觀察到輕微的拉邊現象,回流焊後的錫球數量增加約2.3倍。該數據來自我們去年第三季對 6 條 SMT 生產線的交叉驗證記錄。
PCB焊盤設計不合理也是一個隱藏因素。例如,阻焊層未對準導致裸露焊盤面積增大,或相鄰焊盤間距小於0.3mm,使得焊膏在回流塌陷過程中容易出現橋接、撕裂和飛濺。 In此類情況,即使更換三種不同品牌的錫膏也不能完全解決問題;需要與DFM工程師配合調整焊盤孔徑比和焊壩寬度。




