錫珠產(chǎn)生的原因及解決方案演講人：2025-10-05CATALOGUE目錄01錫珠現(xiàn)象概述02工藝參數(shù)問題03物料因素分析04設(shè)備與工具影響05環(huán)境與操作問題06綜合解決方案01錫珠現(xiàn)象概述錫珠定義與特征物理形態(tài)與成分錫珠是焊接過程中飛濺或殘留的微小球形金屬顆粒，主要成分為錫鉛合金或無鉛焊料（如SAC305），直徑通常在0.1mm至1.0mm之間，表面光滑且具有金屬光澤。形成機(jī)制檢測標(biāo)準(zhǔn)在高溫焊接（如回流焊、波峰焊）時，焊料因表面張力收縮或助焊劑揮發(fā)導(dǎo)致熔融焊料飛濺，冷卻后形成獨(dú)立球體。部分錫珠可能附著在焊盤或元件引腳周圍，形成“衛(wèi)星珠”。根據(jù)IPC-A-610G規(guī)范，錫珠若位于導(dǎo)電區(qū)域或間距小于0.13mm的元件下方，則被視為缺陷，需返修處理。123對電路板的影響電氣短路風(fēng)險錫珠可能因振動或移動滾落至相鄰導(dǎo)電線路之間，導(dǎo)致電路短路，尤其在高壓或高頻電路中可能引發(fā)燒毀或信號干擾?？煽啃噪[患?xì)埩翦a珠在長期使用中可能因熱脹冷縮或機(jī)械應(yīng)力脫落，造成焊點(diǎn)虛焊或元件松動，降低產(chǎn)品壽命。外觀與清潔問題錫珠影響電路板美觀，且在醫(yī)療、航天等高標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域可能因顆粒污染導(dǎo)致整板報廢?；亓骱腹に嘝CB板浸入錫波時，若夾送角度不當(dāng)或助焊劑噴涂不均，錫液湍流易產(chǎn)生飛濺錫珠。波峰焊過程手工焊接操作使用烙鐵溫度過高或焊錫絲質(zhì)量差（含雜質(zhì)）時，焊料易爆裂形成錫珠，常見于返修或補(bǔ)焊環(huán)節(jié)。預(yù)熱階段助焊劑揮發(fā)過快或升溫曲線不合理（如斜率＞3℃/s），導(dǎo)致焊料飛濺；此外，焊膏印刷過厚或鋼網(wǎng)開孔設(shè)計不當(dāng)也會加劇錫珠生成。常見發(fā)生場景02工藝參數(shù)問題回流焊溫度曲線異常010203峰值溫度不足當(dāng)回流焊峰值溫度低于焊膏合金液相線時，焊料無法充分熔化流動，導(dǎo)致熔融不徹底而形成離散錫珠。需通過熱偶測試驗證實(shí)際溫度并調(diào)整加熱區(qū)功率。恒溫區(qū)時間過短助焊劑活化不充分會降低焊料潤濕性，殘留的助焊劑包裹焊料形成錫珠。應(yīng)延長恒溫區(qū)持續(xù)時間至焊膏供應(yīng)商推薦值。冷卻速率不合理過快的冷卻速率會使熔融焊料在收縮過程中飛濺，建議采用梯度降溫模式，控制冷卻速率在合理范圍內(nèi)。焊接時間控制不當(dāng)液相以上時間不足焊料在液相線以上保持時間過短會導(dǎo)致熔融不充分，建議將液相以上時間控制在焊膏規(guī)格書要求的最小值以上。過度延長焊接時間過長的熔融時間會導(dǎo)致焊料過度氧化，表面張力增大而形成球狀錫珠，需通過DOE實(shí)驗優(yōu)化時間參數(shù)。時間-溫度匹配失調(diào)不同焊膏成分對時間-溫度曲線有特定要求，需根據(jù)焊膏特性同步調(diào)整時間和溫度參數(shù)。預(yù)熱階段升溫速率過快過快的升溫會導(dǎo)致焊膏中溶劑劇烈汽化，形成氣泡炸裂后產(chǎn)生錫珠。建議將升溫速率控制在合理范圍內(nèi)?？焖偕郎禺a(chǎn)生的熱應(yīng)力會使焊膏顆粒飛濺，應(yīng)分階段升溫并控制各階段速率。升溫過快會使助焊劑過早消耗，降低后期去氧化能力，需優(yōu)化預(yù)熱曲線保證助焊劑活性持續(xù)到焊接階段。溶劑揮發(fā)不充分熱應(yīng)力導(dǎo)致飛濺助焊劑提前失效03物料因素分析錫膏助焊劑過量助焊劑活性過高過量助焊劑在回流過程中揮發(fā)不徹底，殘留物與熔融錫膏反應(yīng)形成飛濺，導(dǎo)致錫珠生成。需選擇低活性或免清洗型助焊劑以降低風(fēng)險。印刷參數(shù)設(shè)置不當(dāng)鋼網(wǎng)開孔厚度或刮刀壓力過大，導(dǎo)致錫膏沉積量超標(biāo)。需優(yōu)化印刷工藝參數(shù)，如降低鋼網(wǎng)厚度至合理范圍（如0.1-0.15mm）。存儲條件不達(dá)標(biāo)助焊劑成分因高溫或潮濕環(huán)境發(fā)生變質(zhì)，影響其揮發(fā)特性。應(yīng)嚴(yán)格管控錫膏存儲環(huán)境（溫度15-25℃，濕度30-60%）。錫膏中金屬顆粒大小不一，小粒徑粉末易在回流時飛散形成錫珠。建議采用粒徑分布均勻（如25-45μm）的錫膏產(chǎn)品。錫膏金屬含量不均合金粉末粒徑分布異常金屬含量低于85%時，黏度下降導(dǎo)致印刷后塌陷。需確保錫膏金屬含量在88-92%范圍內(nèi)以維持形狀穩(wěn)定性。金屬與助焊劑比例失衡錫膏使用前未充分?jǐn)嚢?，?dǎo)致金屬顆粒沉降分層。應(yīng)采用自動攪拌設(shè)備，以規(guī)定轉(zhuǎn)速（如5-10rpm）攪拌3-5分鐘。攪拌工藝缺陷PCB焊盤氧化污染設(shè)計缺陷導(dǎo)致積熱焊盤周圍銅箔分布不均，局部過熱引發(fā)錫膏飛濺。需優(yōu)化散熱設(shè)計，如增加熱平衡銅塊或調(diào)整走線密度。污染物殘留焊盤表面存在油脂、指紋或灰塵，阻礙錫膏潤濕。應(yīng)引入等離子清洗或酒精擦拭等預(yù)處理工藝。表面處理層失效焊盤鍍層（如ENIG、OSP）因暴露時間過長或環(huán)境腐蝕導(dǎo)致氧化。需縮短PCB拆封后至貼裝的時間窗口（建議<8小時）。04設(shè)備與工具影響鋼網(wǎng)開孔設(shè)計缺陷開孔尺寸不合理鋼網(wǎng)開孔過大或過小會導(dǎo)致錫膏釋放不均勻，過大的開孔會導(dǎo)致錫膏過量沉積，而過小的開孔則可能造成錫膏不足，從而在回流焊過程中形成錫珠。開孔形狀不當(dāng)鋼網(wǎng)開孔形狀設(shè)計不當(dāng)，如邊緣不光滑或存在毛刺，會影響錫膏的釋放效果，導(dǎo)致錫膏在印刷過程中分布不均，增加錫珠產(chǎn)生的風(fēng)險。開孔間距過小鋼網(wǎng)開孔間距過小會導(dǎo)致相鄰焊盤之間的錫膏在回流焊時相互粘連，形成錫珠，尤其是在高密度PCB設(shè)計中更為常見。印刷參數(shù)精度不足刮刀壓力不匹配刮刀壓力過大可能導(dǎo)致錫膏被過度擠壓，滲透到鋼網(wǎng)與PCB之間的間隙，形成錫珠；壓力過小則可能導(dǎo)致錫膏印刷不完整，影響焊接質(zhì)量。印刷角度偏差刮刀角度設(shè)置不當(dāng)會影響錫膏的轉(zhuǎn)移效率，角度過大或過小均可能導(dǎo)致錫膏分布不均，從而在回流焊時形成錫珠。印刷速度不穩(wěn)定印刷速度過快或過慢都會影響錫膏的釋放效果，速度過快可能導(dǎo)致錫膏填充不足，速度過慢則可能導(dǎo)致錫膏堆積，增加錫珠產(chǎn)生的可能性。貼片壓力設(shè)置過大元件貼裝壓力過高過大的貼片壓力會導(dǎo)致錫膏被擠壓到焊盤周圍，形成錫珠，尤其是在小型元件或高密度布局的PCB上更為明顯。貼片頭速度過快貼片機(jī)精度不足會導(dǎo)致元件位置偏移，錫膏在回流焊時無法均勻熔化，部分錫膏可能脫離焊盤形成錫珠。貼片頭下壓速度過快可能導(dǎo)致錫膏在瞬間受到過大沖擊，部分錫膏被擠出焊盤，增加錫珠產(chǎn)生的風(fēng)險。貼片精度不足05環(huán)境與操作問題車間溫度過高會加速錫膏中溶劑的揮發(fā)，使其黏度上升、流動性下降；濕度過高則易導(dǎo)致錫膏吸潮，引發(fā)焊接時飛濺或錫珠形成。需配備恒溫恒濕設(shè)備，將溫度控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，濕度維持在合理區(qū)間。溫濕度波動導(dǎo)致錫膏性能劣化缺乏定期校準(zhǔn)的溫濕度監(jiān)測儀器可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)偏差，建議采用高精度傳感器并建立自動化報警系統(tǒng)，確保環(huán)境參數(shù)超出閾值時及時調(diào)整。設(shè)備校準(zhǔn)與實(shí)時監(jiān)控不足車間溫濕度失控錫膏回溫操作不規(guī)范回溫時間不足或過度回溫環(huán)境未隔離污染源未按廠商要求進(jìn)行充分回溫的錫膏會因低溫導(dǎo)致金屬顆粒團(tuán)聚，印刷時易產(chǎn)生不均勻沉積；而過度回溫可能引發(fā)助焊劑活性提前消耗。需嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)回溫流程，使用計時器輔助管理。開放式回溫易使錫膏接觸粉塵或化學(xué)氣體，建議在密閉潔凈柜中操作，并避免與其他化學(xué)品混放。裸板或半成品暴露于潮濕環(huán)境未及時組裝的PCBA若長期置于高濕環(huán)境中，焊盤表面易氧化，焊接時形成氣孔或錫珠。應(yīng)使用防潮柜存放，并配合氮?dú)獗Ｗo(hù)措施。堆疊壓力導(dǎo)致焊膏變形多層堆放的PCBA可能因重力擠壓使錫膏擴(kuò)散至非焊接區(qū)域，需采用專用支架分隔存放，確保單板平放無受力。PCBA存放環(huán)境不當(dāng)06綜合解決方案溫度梯度控制精確設(shè)定預(yù)熱區(qū)、保溫區(qū)及回流區(qū)的溫度梯度，避免因溫度驟變導(dǎo)致錫膏飛濺。建議采用多溫區(qū)分段控制，確保焊點(diǎn)均勻熔融，減少錫珠形成概率。峰值溫度與時間匹配根據(jù)錫膏特性調(diào)整峰值溫度（通常高于熔點(diǎn)20-30℃），并嚴(yán)格控制液相線以上停留時間（3-5秒），避免過度加熱引發(fā)錫膏揮發(fā)或飛散。冷卻速率管理優(yōu)化冷卻階段斜率（建議1.5-3℃/秒），快速通過錫膏二次凝固區(qū)間，防止熔融錫膏因表面張力變化而分離成珠狀殘留。回流焊曲線優(yōu)化策略錫膏印刷工藝改進(jìn)選用硬度60-90度的金屬刮刀，設(shè)置45-60°傾角及0.5-1.5mm/s印刷速度，確保錫膏滾動填充網(wǎng)孔的同時減少塌陷風(fēng)險。定期檢查刮刀磨損情況，每5萬次印刷需更換。刮刀參數(shù)精細(xì)化動態(tài)調(diào)節(jié)印刷壓力（3-15kg范圍），配合0.1-0.3mm脫模間隙和0.5-1.5mm/s脫模速度，避免錫膏拉絲或殘留鋼網(wǎng)底面。建議采用真空吸附平臺增強(qiáng)PCB定位穩(wěn)定性。印刷壓力與脫?？刂凭S持印刷車間溫度23±2℃、濕度40-60%RH，錫膏回溫時間≥4小時，使用前攪拌2-3分鐘以恢復(fù)流變性能。每2小時檢測錫膏黏度（120-200kcp為佳）。環(huán)境參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化開孔幾何優(yōu)化針對0402以下元件采用1:0.9的寬厚比，間距≤0.2mm時使用激光切割+電拋光工藝。BGA區(qū)域推薦階梯鋼網(wǎng)設(shè)計（局部減薄5-10μm），減少錫膏沉積量。防錫珠結(jié)構(gòu)設(shè)計在QFN/CH