波峰焊助焊劑再流焊接中的預防方法

⑴  最小化

優化助焊劑載體的化學成份和再流焊接溫度曲線，將濺錫減到最低。通過評估清楚地表明了活性劑、溶劑、合金和再流焊接溫度曲線對濺錫珠程度有重要影響。這些參數的適當調整可以將濺錫珠現象減到最小。

⑵  正確選擇助焊劑材料

聚合助焊劑有希望最終提供一個可能最小化的濺錫珠的解決方案，因為潛在的飛濺材料在溫度激化的聚合過程中被包圍。因此，沒有液體助焊劑留下來產生飛濺。

⑶  再流溫度曲線的選擇

再流溫度曲線和材料類型兩者都必須調整以使飛濺最小。圖8示出了一條沒有平坦保溫區的線性上升溫度曲線，試驗結果是所有材料都存在一些濺錫現象。基于飛濺機理的假設，這個線性的曲線沒有充分烘干助焊劑。

圖示的基本曲線形狀包括一個160℃的高溫保溫(烘干)區，以蒸發所有的溶劑。這種溶劑的揮發增加了剩余助焊劑的粘性，減少了進入再流區后的揮發成份，因此減少了飛濺。但是，這樣烘干帶來的潛在問題是釬料的熔濕性變差和易產生空洞。使用惰性氣體(氮氣)可以幫助改善熔濕和減少空洞，但對飛濺卻無效果。

結論：優質的焊膏結合正確的溫度曲線，可以達到實際消除焊錫和助焊劑的飛濺，相對于易揮發溶劑含量高和熔濕速度慢的焊膏可以達到最好的效果。

⑷  正確地設計模板開口形狀

前面已討論到模板開孔的形狀是在免洗焊膏應用中的一個關鍵設計參數。是形成具有高可靠性的高質量焊點所要求的足夠的焊膏量的基礎。為了解決在片狀元件上的濺錫珠的問題，在探討各種模板開孔的形狀中，最流行的是homeplate開孔設計(圖10)。據說這種homeplate設計可以在需要的地方準確地提供焊膏，從片狀元件的角上去掉過多的焊膏。可是，homeplate設計會帶來焊膏的粘附區域不足的問題，焊膏提供很小的與零件接觸的面積，因而易造成元件偏位。除此之外，homeplate設計不能消除片狀元件下面和相鄰位置的錫珠。在片狀元件下面出現過多種焊膏的模板設計方案，包括：

①  homeplate模板(圖10) ；

②  比矩形片狀元件焊盤形狀減少85%的模板(圖11)；   

③  對片狀元件的T形開孔模板(圖12)。

圖示的模板能減少在片狀元件上的錫珠的數量，但是不能完全消除。圖11所示的模板有80%的片狀元件出現錫珠。而圖12所示的模板可去掉50%的錫珠。因此，這三種模板沒有哪個能有效地消除錫珠，同時在裝配期間提供足夠的粘附力來將元件固定在位。圖13示出了85%的U形模板。在U形模板上，片狀元件下面的中間部分是沒有焊膏的。模板材料是0.16mm厚度的不銹鋼，采用化學腐蝕工藝。這種設計已經證明可以提供連續的焊膏沉淀。

試驗證實了對片狀元件使用U形開孔模板能較好地消除錫珠。這種U型模板在其所需要的位置上可以提供準確的焊膏，而沒有可能造成錫珠從片狀元件體下面擠出的地方提供過剩的焊膏。

U形開孔模板只在其需要的地方出現焊膏，且分布在片狀元件體的邊緣，不直接在元件體中間的下面。這樣一來，如果片狀元件貼放偏離位置，焊膏沉淀足夠在整個過程和再流焊接中維持住零件。

在QFP元件上的錫塵通過減少焊盤開孔而消除。對于密間距(<1.27mm)元件，焊膏開孔與焊盤的形狀相同，開口為焊盤長度的75%，焊盤寬度的85%。這種結構減少了相鄰焊盤之間的短路發生。

提供給表面貼裝元件的焊膏數量與位置的改善，直接影響錫珠與錫塵的出現與否。通過在適當的位置提供適量的焊膏，最終產品質量就可以大大提高。對片狀元件來說使用U形開孔，可以大大地減少錫珠的發生。對QFP焊盤的減小，消除了相鄰焊盤之間的錫塵。結合適當的焊盤尺寸與形狀，就可為PCB的裝配生產形成一個優化的高質量的生產工藝。