如何解決真空迴流爐真空共晶爐焊接過程中的錫珠問題

如何解決真空迴流爐中錫珠問題

有些朋友在諮詢我們，如何解決真空迴流焊爐/真空共晶爐焊接過程中產生的錫珠問題？據我們測試與客戶反饋，利用我們公司的正負壓結合焊接工藝的真空迴流焊/真空共晶爐在給客戶試焊樣件及客戶生產時，卻沒有出現相似現象。如下圖，我們給客戶焊接的大面積焊接件，也沒有此現象，如下圖：

因客戶資料保密原因，不能展示全圖。

適用於正負壓結合焊接工藝的真空迴流焊/真空共晶爐展示

適用正負壓結合焊接的臺式真空迴流焊

適用正負壓結合焊接的立式真空迴流焊

現我們就根據我們的經驗與實踐來分析與解答朋友們得出的“真空迴流焊/真空共晶爐焊接產生錫珠”問題。經我們分析與模擬，並結合我們前期的經驗得出以下結論，產生的原因是裝置本身結構或生產工藝缺陷所致。當前市面上的真空迴流焊/真空共晶爐不像大家想象的那樣一直在真空環境下進行焊接，而是在氮氣或其他惰性氣體氛圍下，在某一階段時進行真空排除焊接層的氣泡，如：ETC、HELLER、BTU、愛莎、PINK、ATV，因此解決真空焊接過程產生錫珠的問題，儘可參考“解決常規迴流焊焊接產生錫珠的方法與建議”，這相關方法百度上基本都能搜到，但高真空焊接（10

-3

、10

-4

及更高真空的焊接屬於高真空）另當其說，我們暫時不在此處討論與分析。以下我們也進行分步剖析與解答，具體如下：

一、錫珠允許的標準：

在IPC-A-610C標準中，規定最小絕緣間隙0。13毫 米，直徑在此之內的錫珠被認為是合格的；而直徑大於或 等於0。13毫米的錫珠是不合格的，製造商必須採取糾正措施，避免這種現象的發生。為無鉛焊接制訂的最新版IPCA- 610D標準沒有對錫珠現象做清楚的規定。有關每平方英寸少於5個錫珠的規定已經被刪除。但有關汽車和軍用產品的標準則不允許出現任何錫珠，所以PCB線路板在焊接後必須被清洗，或將錫珠手工去除。

二、產生錫珠的原因大致如下：

A

、錫膏回溫不夠、錫膏吸潮、錫膏粉未大等——暫定為錫膏問題；

B

、絲印時，錫膏印至阻焊層上了，錫膏塌陷等——暫定為絲印問題；

C

、鋼網開孔過大，致使錫膏絲印致阻焊層；

D

、板件受潮，盲孔放氣等；

E

、貼片壓力過大，造成錫膏坍塌、擠壓至阻焊層等；

F

、工藝曲線問題；如預熱不夠、升溫速率太大；

三、問題剖析與建議

前面A-E大家可能都好理解，並且能夠快速找到方法得以解決，現主要針對於工藝問題我們來進一步的分析，並得出相應的解決方案。現我們就以成都共益緣公司的正負壓結合焊接工藝進行分析與解決；

1、

什麼是正負壓結合的真空迴流焊/真空共晶爐焊接工藝（也可以在網上搜索《真空迴流焊-正負壓焊接工藝詳解》）

A、

工藝曲線，如下圖：

正負壓結合焊接的真空迴流焊工藝曲線

B、

發明專利證書

真空迴流焊專用正負壓結合焊接工藝發明

C、

正負壓焊接結合焊接工藝的步驟：

1

）、將貼裝完成的板件放置在真空迴流焊/真空共晶爐的加熱平臺上（臺式、立式、立式多層），或放置傳輸導軌上（通道式），關閉真空艙門（通道式傳入到預置真空艙，通道式的這裡就先不進行詳細描述，若有需要或有興趣的朋友，咱們單獨討論）

2

）、抽真空，將真空艙內的空艙排除；

3

）、充氮氣或其他保護惰性氣體/還原性氣體（若要求較高的，可以重複2、3步驟），至艙內壓力達到2。5個大氣壓或及以上（可燃燒還原氣體一般在1。1個大氣壓），也就是絕壓：250000PA及以上的艙內壓力；

4

）、加熱——預熱（建議≤2。5℃/S，最好1。5-2℃/S）；

5

）、加熱——恆溫；

6

）、加熱——拉昇；

7

）、加熱——迴流+抽真空；

8

）、冷卻+充氮氣至常壓；

9

）、開艙取件；

2

、在真空迴流焊焊接過程中產生錫珠的原因

A

、預熱

預熱階段造成錫珠原因分析

A

）、真空迴流焊/真空共晶爐本身結構所引起

1

）、拉昇速度太快，助焊成份還沒得到充分揮發，助焊成份就沸騰了，造成濺錫。一般我們建議升溫速率在1。5℃/S為宜，不超過2℃/S；

2

）、器件與板件受熱不均造成的濺錫，原因如下：

I

、紅外加熱方式——陰影效應造成，顏色深的對紅外吸收效率非常高，如黑色、深灰色、灰色；淺色對紅外的吸收效率低，顏色越淺，吸收率越低；吸收率高的，升溫快，吸收率低的升溫慢；由上述原因得出，錫膏吸熱量多，板件吸熱量小，當吸膏表面的助焊成份已經沸騰時，與板件接觸的錫膏助焊成份還未達到揮發溫度的情況下，表面沸騰的焊劑就會在表面形成張力，阻止錫膏內部的焊擠揮發，當內部壓力大於外部張力時，就會出現炸錫、濺錫現象，從而產生錫珠；

II

）、上下加熱式真空迴流焊/真空共晶爐（上加熱必須採用紅外線加熱），當下加熱升溫速率小於上加熱升溫速率時，就會出現板件底部的溫度低於上部溫度，同理I項，也容易出現炸錫、濺錫現象，從而產生錫珠；特別是板件受潮的情況下，就特別明顯；

III

）、紅外線加熱的重疊效應，紅外線加熱管的分佈問題引起的紅外線的重疊區域，重疊區域溫度遠高於非重疊區域，也同樣存在因受熱不均引起的炸錫、濺錫現象，特別是大焊盤焊接器件的焊接較為明顯；

B

）、工藝本身編寫所致

有些廠家在編寫工藝曲線時，在預熱區加入了抽真空，也是造成錫珠的原因；

當真空艙內的真空度較低時，錫膏中的助焊成份的沸點將明顯降低，在預熱溫度還沒上去、焊劑還沒有進行充分揮發時，已經沸騰，大量的焊劑沸騰，將未熔錫料濺射到器件四周；

B

、恆溫

恆溫時間過短，焊劑未揮發徹底，當拉昇至熔點以上時，大量的助焊成份沸騰，從而產生，同理參照A項預熱的問題分析；

C

、拉昇

其實拉昇階段的原因，基本也類同於A、B項的原因；

D

、迴流

迴流階段，如果前面預熱、恆溫、拉昇階段將助焊成份做到了充分揮發，在迴流階段產生錫珠的現象依然存在；以下是我們一客戶利用焊片工藝，焊片工藝是沒有助焊劑成份的（大部分是這樣，也有的含，但量非常少），依然出現了大量濺現象，如下圖：

不合理焊接工藝焊接結果展示

但同樣的焊片及器件，利用我們的正負壓結合焊接工藝就未出現以上情況，如下圖：

利用正負壓結合焊接工藝焊接結果展示

我們也做了一些分析和對比，比如正壓，保護氣體密度高，導熱性好，受熱更均勻；也有的認為是其的真空恆定功能的原因，但具體我們就不在這裡討論，若有興趣的朋友，咱們再單獨討論；

E

、冷卻

冷卻階段，出現產生錫珠的可能性較小，容易產生的焊接缺陷，基本都是些因冷卻速率太快，冷卻不均勻等生產的二次空洞、裂痕、裂紋之類的。建議冷卻速率不超過2℃/S，儘可能的選擇冷卻橫向溫差較小的真空迴流焊/真空共晶爐裝置廠家的裝置，因此建議在採購裝置前多進行試焊對比；

結束語：我們暫時就分析到這裡，若有不當之處請各位朋友予以指正、指教；若有與其他朋友的原創之類的有類同之處，請與我們溝通，我們將及時處理！