2022/07/27 • 2条评论

波峰焊接锡珠不良原因问题整理与解决对策(wave soldering beads)

在电路板组装(PCB Assembly)的波峰焊接(wave soldering)制程中，锡珠(solder beads)残留于电路板上虽然不是最严重的缺点，却是一颗品质最不稳定的不定时炸弹。锡珠的产生应该是在电路板(Printed Circuit Board)离开液态焊锡面的时候产生的，虽然形成锡珠的原因很多，不过最主要原因有二：

当PCB与锡波分离时，在PCB上的零件引脚及焊垫/焊盘处与锡池液面间会拉出一条连接的锡丝，就像是起士拉丝一般，当锡丝继续拉长最终断裂回弹引脚或焊垫端时就容易出现相邻焊点短路问题，而回落锡池的焊锡则会溅起锡液并喷溅在PCB板上形成锡珠。其次是有些锡液会从引脚直接滴落锡池产生喷溅。如果锡珠与PCB表面的黏着力小于锡珠本身的重力，那么锡珠就会从PCB上弹开而回落锡池中，反之锡珠就会残留在PCB上。
当PCB从液态锡离开的瞬间，一些原本被大面积液态锡包围、限制而无法逃逸的气体(来自环境空气、助焊剂挥发物、高热后产生的水气、焊锡本身产生的气体)会在焊锡固化尝试着前从包围最薄弱的位置逃逸喷溅而出并带出残锡。锡珠的重力如果小于其对PCB的附着力就会留存在PCB表面。

以上原因只要使用表面较为光滑的防焊绿漆(solder mask, solder resist)大多能获得有效的解决或改善。

其次，在电路板与锡波接触的焊锡面不建议使用NSMD(非防焊限定)焊垫设计，因为没有防焊绿漆覆盖的地方会变得较为粗糙，更容易让锡珠附着于PCB表面。

其三，适当变更波焊炉的脱锡角度(平流波与轨道的角度)也可以改善拉丝反弹的情形，理论上降低脱锡角度，可以降低从引脚滴落锡液的距离，降低喷溅的力度，但角度如果太小，则又不利被包风的气体排出，所以，只能透过实验计画以取得一个最佳品质平衡的角度。

锡珠的形成当然还有其他因素，比如说PCB吸湿受潮、助焊剂喷涂不完全、预热不足等都有可能造成锡珠问题。另外，波焊载具设计不当，造成遮罩开口边缘渗锡也是可能原因。

下面整理列出波焊锡珠发生的原因与可能解决对策