深圳市特普科電子設備有限公司
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SMT(Surface Mount Technology,表面貼裝技術)在電子產品制造中起著至關重要的作用。然而,在 SMT 印刷過程中,常常會出現各種不良現象,其中錫膏塌陷就是一個較為常見且影響較大的問題。
錫膏塌陷是指錫膏不能保持穩定的形狀而出現邊緣垮塌并流向焊盤外側,并且在相鄰的焊盤之間連接。這種情況極易造成焊接短路等不良后果,嚴重影響電子產品的質量和性能。據統計,電子產品在歷經 SMT 貼片加工過程中的焊接缺陷有 60%-70% 是由于錫膏印刷不良引起的,而錫膏塌陷在其中占了相當大的比例。
當出現錫膏塌陷時,會導致相鄰焊盤之間的連接,在回流焊接過程中,如果這種連接不能自動分離,就會形成短路缺陷。這不僅會增加產品的次品率,還會增加生產成本和維修成本。同時,短路還可能導致電子產品在使用過程中出現故障,甚至引發安全問題。
當刮刀壓力過大時,錫膏在通過鋼網孔洞時會受到過度擠壓。據相關數據統計,刮刀壓力超出錫膏承受范圍,可能導致錫膏流入鋼網與 PCB 之間的間隙,情況嚴重時,相鄰焊盤的錫膏可能因此而連接起來形成坍塌不良。解決方法是適當降低刮刀壓力,以確保錫膏在印刷過程中能夠保持穩定形狀。
錫膏粘度太低是造成塌陷的常見原因之一。低粘度錫膏不足以保持其印刷形狀,容易在印刷過程中發生塌陷。一般來說,黏度是錫膏保持形狀的關鍵參數,如果錫膏黏度不高,印刷后錫膏邊緣會松散導致垮塌,對于細間距元件就會形成短路問題。為改善此問題,應選用粘度更高的錫膏。
錫粉顆粒太小也會引發塌陷。雖然小顆粒錫粉有助于錫膏的下錫性能,但過小的顆??赡軐е洛a膏成型不足。為解決這一問題,應選擇顆粒較大的錫膏。例如,在一些實際生產案例中,選用合適顆粒大小的錫膏后,錫膏塌陷現象明顯減少。
如果錫膏在鋼網上放置太久或使用的是二次回收錫膏,錫膏中的稀釋劑成分揮發,但金屬含量不變,就可能會黏度下降,導致坍塌。金屬含量太高會影響錫膏的性能,增加塌陷的風險。在實際生產中,應避免使用放置過久或二次回收的錫膏,以確保錫膏的質量和穩定性。
吸濕性:如果空氣中濕度過大,錫膏在這樣的環境中暴露時間過長,都可能導致錫膏吸收空氣中的水汽而稀化,粘度降低,錫膏不能保持形狀而出現坍塌。例如,在濕度高達 95% 的環境下,錫膏的吸濕性會明顯增強,塌陷的風險也會大大增加。
環境溫度過高:再這樣的情況下,錫膏中的助焊劑黏度會降低,印刷后將出現坍塌現象,而且,如果時間過長,錫膏中的稀釋劑成分還會進一步揮發,增加了錫膏黏度,導致印刷困難。一般來說,錫膏的更佳使用環境溫度為 20~27℃,相對濕度為 40%~60% RH。當環境溫度過高時,應采取相應的降溫措施,以確保錫膏的性能穩定。
若因壓力過大導致塌陷,可降低壓力解決。在實際操作中,可以通過調整印刷機的刮刀壓力參數來實現。一般來說,可以先將壓力逐步降低,觀察錫膏的印刷效果,找到一個既能保證錫膏順利通過鋼網孔洞又不會導致過度擠壓的合適壓力值。同時,要注意不同型號的印刷機可能需要不同的壓力調整方法,操作人員需要熟悉設備的操作手冊,以確保正確調整壓力。
針對粘度低引發的塌陷,選用粘度更高的錫膏。在選擇高粘度錫膏時,需要考慮錫膏的品牌、成分和性能。一些知名品牌的錫膏通常具有較好的質量和穩定性,可以優先考慮。此外,還可以根據具體的生產需求,選擇適合的錫膏合金組份和助焊劑類型。例如,對于有不耐熱沖擊器件的 PCB 焊接,可以選擇含 Bi 的焊粉,以提高錫膏的粘度和穩定性。
因錫粉小引起的塌陷,選用錫粉顆粒大號的錫膏。選用大號錫粉顆粒的錫膏可以提高錫膏的成型能力,減少塌陷的風險。在選擇錫粉顆粒大小時,需要根據 PCB 上的焊點間距和元件尺寸來確定。如果焊點間距較小,可以選擇顆粒度較小的錫膏,以確保印刷的精度;如果焊點間距較大,可以選擇顆粒度較大的錫膏,以提高錫膏的成型能力。同時,還需要注意錫粉顆粒大小對錫膏的其他性能的影響,如印刷性、下錫性和焊接質量等。
從生產實踐來看,準確把握刮刀壓力、錫膏粘度、錫粉顆粒大小、金屬含量以及環境因素等多方面原因,針對性地采取降低壓力、選用高粘度錫膏、大號錫粉顆粒錫膏等對策,能夠有效減少錫膏塌陷現象的發生。據不完全統計,在采取了一系列針對性措施后,電子產品生產中的因錫膏塌陷導致的焊接缺陷率可降低 30% 至 40%。
然而,隨著電子產品不斷向小型化、多功能化和高集成度方向發展,對 SMT 印刷質量的要求也將越來越高。未來,我們需要持續關注和優化 SMT 印刷工藝,不斷探索新的技術和方法。一方面,要加強對原材料的質量控制,確保錫膏、鋼網等關鍵材料的性能穩定。例如,嚴格控制錫膏的生產過程,提高錫膏的粘度穩定性和金屬含量的一致性。另一方面,要不斷改進印刷設備和工藝參數,提高印刷的精度和穩定性。同時,還應加強對生產環境的管理,嚴格控制溫度、濕度等環境因素,減少環境對錫膏性能的影響。
總之,SMT 印刷塌陷問題是一個需要持續關注和解決的重要問題。只有不斷地優化工藝、加強管理,才能提高 SMT 印刷質量,為電子產品的高質量生產提供有力保障。
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