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锡珠形成的影响因素与解决思路

2025-07-25(54)次浏览

在电子制造的焊接工艺中,锡珠现象(如图1)是影响产品质量与可靠性的常见问题。作为专注于锡焊材料研发与应用的专业企业,兴鸿泰锡业结合多年技术积累与实践经验,深入剖析锡珠形成的核心原因,并提供系统化解决方...

在电子制造的焊接工艺中,锡珠现象如图1)是影响产品质量与可靠性的常见问题。作为专注于锡焊材料研发与应用的专业企业,兴鸿泰锡业结合多年技术积累与实践经验,深入剖析锡珠形成的核心原因,并提供系统化解决方案,助力电子制造企业提升焊接良率。

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一、锡珠形成的核心影响因素
   锡珠的产生并非单一因素作用的结果,而是焊膏特性、工艺参数、环境条件等多方面因素共同影响的产物。


(一)焊膏特性方面

   焊膏作为焊接的核心材料,其性能会直接决定锡珠发生率:
   1.金属含量:质量占比88%-92%、体积占比约50%为最佳区间。金属含量不足会降低焊膏黏度,易因预热时汽化力导致焊料飞溅形成锡珠;   

 2.金属氧化度:氧化度与锡珠发生率成正比,优质焊膏的氧化度需控制在0.05%以下(最大不超过0.15%)   

 3.粉末颗粒度:颗粒粗细不均,受热熔融速度不一致,局部焊料堆积易增加锡珠产生概率。

 4.助焊剂性能:助焊剂量过多易导致塌落,活性不足则脱氧化能力弱都是容易产生锡珠的因素
   5.存储与回温:若储存不当锡膏易吸潮,焊接接触水分会导致焊料飞溅,形成锡珠,而回温不足内部温差大,使用时溶剂会快速挥发会引发焊料塌落,增加锡珠产生的几率。

 

(二)钢网设计与印刷工艺
   钢网作为锡膏印刷的“模具”,其精度直接影响锡膏成型质量,进而与锡珠的产生密切相关:
   1.开口设计方面:钢网开口需比焊盘尺寸缩小10%,并优化宽厚比(>1.5)与面积比(>0.66),避免锡膏印刷到阻焊层。兴鸿泰技术团队可提供定制化开口方案,适配不同焊盘设计。
   2.钢网厚度方面:常规厚度控制在0.08-0.20mm,过厚会导致锡膏堆积、塌落。针对细间距元件,推荐0.12mm以下超薄钢网,配合纳米涂层处理,降低脱模阻力与堵孔风险。

()贴装与回流焊参数
   贴装和回流焊环节的参数设置贴装压力炉温曲线,对锡膏的流动和凝固状态影响显著,是控制锡珠的关键环节:
   1.贴装压力:压力过大会挤压锡膏溢出焊盘,需根据元件尺寸精准设定(如0402元件压力控制在0.1-0.3N),避免锡膏被挤入阻焊区域。
   2.炉温曲线:常见的炉温设置方式有以下两种(如下图2、图3所示),不同的炉温对锡珠、空焊、冷焊等造成一定的影响。在炉温设置中,温度上升不能太快,一般应小于2.0℃/s,过快容易造成焊锡飞溅,形成锡珠。应调整回流焊的温度曲线,采取较适中的预热温度和预热速度来控制锡珠的产生。 


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() 环境条件与基材

 除了材料和工艺,环境条件与基材本身的质量也会对锡珠产生影响;
    1.环境温湿度:印刷区需维持25±3℃、40%-60%RH,湿度过高易导致锡膏吸潮,工作时易生成锡珠。   

    2.基材质量:焊盘氧化、污染会降低可焊性,容易导致焊料堆积或飞溅,从而产生锡珠。
二、浅谈专业解决方案
    针对上述影响因素,兴鸿泰锡业从材料到工艺,构建了一套全方位的解决方案,助力企业有效控制锡珠问题。
   1.焊膏选型与管理升级:推荐低氧化、高活性系列焊膏,如HT-SAC305系列,其氧化度≤0.03%,助焊剂活性满足IPC-J-STD-004标准,抗潮性>72小时,能适应复杂环境。同时,严格执行存储规范:未开封产品2-10℃冷藏,回温4-6小时后使用;开封后24小时内用完,剩余部分可密封充氮保存,延长使用寿命。
   2.钢网与印刷工艺优化:提供定制化钢网方案,根据焊盘设计优化开口尺寸与形状,采用纳米涂层钢网提升脱模效果,配合30-50N/cm²刮刀压力、50-60°刮刀角度,确保锡膏印刷精准可控。此外,引入3DSPI检测,实时监控锡膏体积与高度,允差控制在±15%,及时修正印刷偏差。
   3.回流焊与环境管控:针对不同产品提供个性化炉温曲线参数,配备氮气保护(氧含量<800ppm),提升焊料润湿性。同时,建议对PCB进行等离子清洗(300W功率,2分钟),去除焊盘氧化层;确保元件共面度<0.1mm,保证焊接接触均匀。
   4.全流程质量监控:通过DOE实验设计优化工艺参数,结合SEM/EDS分析锡珠成分,建立SPC统计过程控制,对锡珠发生率(DPPM)实时监控,确保工艺稳定性。
   兴鸿泰锡业始终以“材料+工艺”一体化解决方案为核心,从焊膏研发到工艺指导,全方位助力电子制造企业解决锡珠难题,提升产品可靠性。如需定制解决方案,欢迎联系兴鸿泰技术团队获取专业支持。


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