在鋼網(wǎng)測(cè)試中,錫膏的表現(xiàn)就像一面鏡子,清晰反映出其性能短板與工藝適配性。以下傲牛科技的研發(fā)工程師從客戶(hù)使用錫膏時(shí)高頻出現(xiàn)的測(cè)試問(wèn)題、背后的成因及針對(duì)性解決策略,幫助行業(yè)新人快速掌握問(wèn)題排查邏輯。
1、漏印缺錫:焊盤(pán)上的“空白區(qū)域”是如何形成的?
漏印表現(xiàn)為焊盤(pán)局部或完全沒(méi)有錫膏覆蓋,在細(xì)間距(<0.5mm)焊盤(pán)中尤為明顯。這通常是由于錫膏粘度過(guò)高(>150Pa?s),像凝固的蜂蜜一樣堵塞網(wǎng)孔,導(dǎo)致下錫不暢?;蝈a粉顆粒度過(guò)粗——例如誤用T4級(jí)(20-38μm)替代T5 級(jí)(15-25μm),其20μm以上顆粒在100μm 網(wǎng)孔內(nèi)容易卡滯(顆粒直徑需<網(wǎng)孔尺寸 1/3,即<33μm)。此外,鋼網(wǎng)開(kāi)孔內(nèi)壁粗糙(Ra>1μm)會(huì)增加錫膏脫模阻力,尤其是助焊劑活性不足時(shí),錫膏容易粘連在網(wǎng)孔壁上,形成“掛壁”殘留。
解決之道
先用粘度計(jì)檢測(cè)錫膏粘度,若超出目標(biāo)值±10%,需更換同型號(hào)但粘度適配的批次(細(xì)間距推薦 100-120Pa?s),選用T5錫膏(15-25μm)。通過(guò)激光粒度儀確認(rèn)顆粒度分布,確保D90(90% 顆粒)<25μm,避免T4級(jí)錫膏用于<0.4mm間距。對(duì)漏印頻繁的鋼網(wǎng)進(jìn)行超聲清洗并拋光內(nèi)壁(Ra<0.5μm),必要時(shí)涂抹脫模劑減少摩擦。
2、印刷塌陷:錫膏“癱軟”流到焊盤(pán)外的根源
塌陷表現(xiàn)為錫膏邊緣模糊、高度下降,甚至流至相鄰焊盤(pán),本質(zhì)是錫膏觸變性不足或顆粒度過(guò)細(xì)。例如T6級(jí)(5-15μm)錫粉比表面積大,若粘度過(guò)低(<80Pa?s),表面張力下降導(dǎo)致流動(dòng)性過(guò)剩。環(huán)境濕度>60% RH時(shí),錫膏吸潮變軟會(huì)加劇塌陷,而鋼網(wǎng)開(kāi)孔過(guò)大(>焊盤(pán) 95%)會(huì)導(dǎo)致下錫量超標(biāo),多余焊料在重力下流淌。
應(yīng)對(duì)策略
顆粒度調(diào)整匹配,常規(guī)間距(0.5-0.65mm)選用T4級(jí)錫膏,避免T6級(jí)錫膏帶來(lái)的過(guò)度流動(dòng)。觸變性上進(jìn)行優(yōu)化,通過(guò)循環(huán)粘度測(cè)試(高速剪切后粘度恢復(fù)率>90%),優(yōu)先選擇含納米二氧化硅增稠劑的配方。環(huán)境與開(kāi)孔設(shè)計(jì)優(yōu)化,將車(chē)間濕度控制在40%-50% RH,必要時(shí)開(kāi)啟除濕機(jī)。調(diào)整鋼網(wǎng)開(kāi)孔尺寸至焊盤(pán)的 90%-95%,并設(shè)計(jì)50μm倒角減少應(yīng)力集中。
3、邊緣拖尾:錫膏“拉絲”暴露觸變性能短板
印刷后錫膏邊緣出現(xiàn)細(xì)長(zhǎng)“尾巴”,或網(wǎng)孔間殘留絲狀錫膏,這是觸變性不足的直接表現(xiàn)。當(dāng)錫膏在刮刀剪切力下變稀后,無(wú)法快速恢復(fù)粘度(理想恢復(fù)時(shí)間小于10秒),就會(huì)在脫模時(shí)被網(wǎng)孔邊緣“拉扯”出細(xì)絲。此外,助焊劑中的增稠劑、觸變劑失效,或錫粉氧化導(dǎo)致表面張力下降,也會(huì)加劇拖尾現(xiàn)象。
改善措施
通過(guò)旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)進(jìn)行循環(huán)測(cè)試,觀(guān)察高速剪切后粘度恢復(fù)速率(理想恢復(fù)率>90%),若不達(dá)標(biāo)則更換觸變性更好的錫膏。檢查錫膏存儲(chǔ)條件,避免開(kāi)封后暴露超過(guò)4小時(shí)導(dǎo)致助焊劑揮發(fā)。鋼網(wǎng)表面的處理上,對(duì)拖尾頻發(fā)的網(wǎng)孔進(jìn)行電拋光處理(Ra<0.3μm),或噴涂氟基涂層增強(qiáng)脫模性。
4、厚度不均:焊點(diǎn)“高矮不一”的幕后推手
3D SPI檢測(cè)發(fā)現(xiàn)同一焊盤(pán)不同區(qū)域厚度差異>10%,或整板錫膏厚度標(biāo)準(zhǔn)差>5%,這通常是由于印刷壓力不均(如刮刀磨損導(dǎo)致局部壓力不足)、鋼網(wǎng)張力失衡,或是錫膏中合金粉末沉降(長(zhǎng)時(shí)間未攪拌導(dǎo)致顆粒分布不均)。此外,PCB基板彎曲(>0.3mm)會(huì)使鋼網(wǎng)與焊盤(pán)貼合不緊密,造成局部下錫量異常。
排查步驟
首先用張力計(jì)檢測(cè)鋼網(wǎng)張力,確保全板張力差<5N/cm,對(duì)張力不足區(qū)域進(jìn)行張緊或更換網(wǎng)板。使用壓力傳感器校準(zhǔn)印刷機(jī)刮刀,保證壓力均勻(5-8N/mm)。錫膏使用前需機(jī)械攪拌3-5分鐘,防止顆粒沉降。對(duì)彎曲基板增加真空支撐柱,確保印刷時(shí)平整度誤差<50μm。
5、網(wǎng)孔堵塞:細(xì)間距印刷的“頭號(hào)天敵”
在0.3mm以下超細(xì)間距網(wǎng)孔中,錫膏堆積導(dǎo)致部分網(wǎng)孔完全堵塞,顯微鏡下可見(jiàn)網(wǎng)孔內(nèi)殘留固化的錫膏顆粒。這主要是因?yàn)殄a粉氧化嚴(yán)重(表面形成黑色氧化膜),或助焊劑活性不足,無(wú)法濕潤(rùn)顆粒表面,導(dǎo)致粉末團(tuán)聚。此外,頻繁停機(jī)后未及時(shí)清潔鋼網(wǎng),殘留錫膏在網(wǎng)孔內(nèi)干結(jié),也會(huì)造成堵塞。
預(yù)防方案
新批次錫膏進(jìn)廠(chǎng)前需檢測(cè)氧化度(顆粒表面氧化物<1%),氧化嚴(yán)重的批次直接拒收。印刷過(guò)程中每小時(shí)用鋼網(wǎng)擦拭紙清潔網(wǎng)孔表面,停機(jī)超過(guò)30分鐘需卸下網(wǎng)板用清洗劑超聲清洗。針對(duì)超細(xì)間距網(wǎng)孔,優(yōu)先選擇抗氧化能力強(qiáng)的錫膏(如添加 0.5% 納米銀涂層顆粒),并將印刷速度降至 20mm/s,減少顆粒摩擦生熱導(dǎo)致的氧化。
6、環(huán)境因素:溫濕度的隱性影響與精準(zhǔn)控制
車(chē)間溫度>30℃時(shí),錫膏中的助焊劑溶劑加速揮發(fā),粘度在2小時(shí)內(nèi)可能上升20%,導(dǎo)致堵網(wǎng)。濕度<30% RH 時(shí),錫膏容易失水變干,脫模時(shí)出現(xiàn)“殘缺”。此外,錫膏從5℃冰箱取出后立即使用,表面冷凝水混入膏體,會(huì)導(dǎo)致回流焊時(shí)爆錫,測(cè)試中雖不直接表現(xiàn),但會(huì)影響后續(xù)焊接質(zhì)量。
環(huán)境管控要點(diǎn)
建立溫濕度實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)(精度±1℃、±5% RH),確保測(cè)試環(huán)境穩(wěn)定在 25±3℃、40%-50% RH。錫膏回溫嚴(yán)格遵循“室溫靜置3小時(shí)”原則,并用濕度卡檢測(cè)周?chē)h(huán)境露點(diǎn)<10℃,避免冷凝水產(chǎn)生。夏季高溫時(shí)段每小時(shí)用溫濕度計(jì)巡檢,冬季干燥時(shí)開(kāi)啟超聲波加濕器,維持恒定露點(diǎn)溫度,減少環(huán)境波動(dòng)對(duì)錫膏狀態(tài)的影響。
評(píng)論