波峰焊和回流焊中的焊料球(solder beads)在SMT料接缺陷及其解决措施
焊料球的存在表明工艺不完全正确，而且电子产品存在短路的危险，因此需要排除。国际上对焊料球存在认可标准是：印制电路组件在600mm2范围内不能出现超过5个焊料球。产生焊料球的原因有多种，需要找到问题的根源。 1、波峰焊中的焊料球 波峰焊中常常出现焊料球，主要原因有两个：第一，由于焊接时，印制板上的通孔附近的水分受热而变蒸汽。如果孔壁金属镀层较薄或有空隙，水汽就会通过孔壁排除，如果孔内有焊料，当焊料凝固时水汽就会在焊料内产生空隙，或挤出焊料在印制板正面产生焊料球。第二，在印制板反面产生的焊料球是由于波峰焊接中一些工艺参数设置不当而造成的。如果助焊剂涂覆量增加或预热温度设置过低，就可能影响焊剂内组成成分的蒸发，在印制板进入波峰时，多余的焊剂受高温蒸发，将焊料从焊料槽中溅出来，在鲟制板面上产生不规则的焊料球。 针对上述两方面原因，我们采取以下相应的解决措施：第一，通孔内适当厚度的金属镀层是很关键的，孔壁上的铜镀层最小应为25um，而且无空隙。第二，使用喷雾或发泡式涂覆助焊剂。发泡方式中，在调节助焊剂的空气含量时，应保持尽可能产生最小的气泡，泡沫与PCB接触面相对减小。第三，波峰焊机预热区温度的设置应使线路板顶面的温度达到至少1000C。适当的预热温度不仅可消除焊料球，而且避免线路板受到热冲击而变形。 2、回流焊中的焊料球 １．回流焊中的焊料球形成的机理 回流焊中出现的焊料球，常常藏于矩形片式元件两焊端之间的侧面或细间距引脚之间。在元件贴装过程中，焊膏被置于片式元件引脚与焊盘之间，随着印制板穿过回流焊炉，焊膏熔化变成液体，如果与焊盘和器件引脚等润湿不良，液态焊料会因收缩而使焊缝填充不充分，所有焊料颗料不能聚合成一个焊点。部分液态焊料会从焊缝流出，形成焊料球。因此，焊料与焊盘和器件引脚的润湿性差是导致焊料球形成的根本原因。 ２．原因分析与控制方法造成焊料润爆湿性差的原因很多，以下主要分析与相关工艺有关的原因及解决措施 （1）回流温度曲线设置不当。焊膏的回流与温度和时间有关，如果未到达足够的温度或时间，焊膏就不会回流。预热区温度上升速度过快，时间过短，使焊膏内部的水分和溶剂未完全挥发出来，到达回流焊温区时，引起水分、溶剂沸腾，溅出焊料球。实践证明，将预热区温度的上升速度控制在1~40C/S是较理想的。 （2）如果总在同一位置上出现焊料球，就有必要检查金属模板设计结构。模板开口尺寸腐蚀精度达不到要求，焊盘尺寸偏大，以及表面材质较软，会造成印刷焊膏的外形轮廓不清晰，互相牵连，这种情况多出现在对细间距器件的焊盘印刷时，回流焊后必须造成引脚间大量焊煜球的产生。因此，应针对焊盘图形的不同形状和中心矩，选择适宜的模板材料及模板制作工艺来保证焊膏印刷质量。 （3）如果从贴片至回流焊的时间过长，则因焊膏中焊料粒子的氧化，焊剂变质、活性降低，会导致焊膏不回流，产生焊料球。选用工作寿命长一些的焊膏，则会减轻这种影响。 （4）另外，焊膏错印的印制板清洗不充分，会使焊膏残留于印制板表面及通孔中。 回流焊之前，贴放元器件时，使印刷焊膏变形。这些也是造成焊料球的原因。因此应加强操作者和工艺人员在生产过程中的责任心，严格遵照工艺要求和操作规程进行生产，加强工艺过程的质量控制。
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