一線工程師的實戰(zhàn)經(jīng)驗總結(jié)smt貼片加工如何降低錫珠的產(chǎn)生率

控制焊膏印刷是降低錫珠的關(guān)鍵，選用粒度均勻的焊膏，按比例精準(zhǔn)攪拌，印刷時確保鋼網(wǎng)與PCB板緊密貼合，壓力控制在5-10N范圍內(nèi)。印刷后及時檢查，用無塵布清理板邊多余焊膏，避免回流焊時焊膏溢出形成錫珠。讓我們一起來探究smt貼片加工如何降低錫珠的產(chǎn)生率，并詳細闡述降低錫珠產(chǎn)生率的有效方法。

在珠三角一家專注消費電子的SMT貼片加工廠里，技術(shù)部王工樶近正對著質(zhì)檢報告皺眉——新一批訂單的返修率比上月高出8%，問題集中在電路板上的錫珠。這些米粒大小的金屬顆?？此撇黄鹧?，卻可能導(dǎo)致電路短路、接觸不良，甚至讓整批產(chǎn)品淪為不良品。"客戶要的是直通率99%的訂單，錫珠問題不解決，這個月績效全泡湯了。"王工的困擾，其實是整個SMT貼片加工行業(yè)的普遍痛點。

據(jù)《2024中國電子制造質(zhì)量白皮書》統(tǒng)計，國內(nèi)SMT加工企業(yè)中，約63%的工廠曾因錫珠問題導(dǎo)致返工，其中中小型廠返工成本占比高達營收的5%-8%。在電子產(chǎn)品向小型化、高密度發(fā)展的今天，0402、0201元件普及，BGA封裝器件應(yīng)用增多，錫珠問題不僅影響良率，更可能直接導(dǎo)致客戶端投訴。

一、降低SMT貼片加工中錫珠產(chǎn)生率的方法

① 錫膏的選擇與管理

1. 優(yōu)質(zhì)錫膏的選用：在選擇錫膏時，應(yīng)優(yōu)先考慮高金屬含量的錫膏，如金屬含量在90% - 92%之間的產(chǎn)品。這類錫膏粘度較高，能夠更好地抵抗預(yù)熱過程中汽化產(chǎn)生的力，減少錫珠的產(chǎn)生，同時要關(guān)注錫膏中金屬粉末的氧化度，確保其低于0.05%，以提高錫膏的浸潤性和可焊性，此外針對不同類型的元器件，選擇合適顆粒大小的錫粉，如對于精密元件，選用Type 4錫粉，可有效提升焊接質(zhì)量。

2. 錫膏的儲存與使用規(guī)范：嚴格按照錫膏的儲存要求，將其儲存在0 - 10℃的環(huán)境中，避免陽光直射和高溫環(huán)境。在使用前，需將錫膏從冷藏環(huán)境中取出，在室溫下充分回溫，一般回溫時間不少于4小時，且在回溫過程中嚴禁打開錫膏蓋子?；販睾蟮腻a膏在開封使用前，應(yīng)進行充分攪拌，使錫膏內(nèi)部成分均勻分布。在使用過程中，要遵循先進先出的原則，確保錫膏的新鮮度和性能穩(wěn)定。

② 印刷工藝優(yōu)化

1. 鋼網(wǎng)設(shè)計改進：根據(jù)PCB板上元器件的布局和引腳間距，采用專業(yè)的設(shè)計軟件對鋼網(wǎng)進行優(yōu)化設(shè)計。對于引腳間距較小的器件，適當(dāng)減小鋼網(wǎng)開口尺寸，一般比焊盤縮小10%左右；對于特殊封裝。

如QFN、BGA等，設(shè)計特殊的開孔形狀，如為0.4mm pitch BGA采用圓形開孔并縮減直徑5% - 8%，同時增加十字網(wǎng)格防錫球設(shè)計，此外選擇合適的鋼網(wǎng)厚度，優(yōu)先采用較薄的鋼網(wǎng)，如對于普通SMT貼片加工，鋼網(wǎng)厚度可控制在0.1 - 0.12mm之間，以確保錫膏印刷量的精準(zhǔn)控制。

2. 印刷參數(shù)調(diào)整：通過實驗和實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)的積累，確定樶佳的印刷參數(shù)。刮刀壓力應(yīng)根據(jù)錫膏的粘度和鋼網(wǎng)厚度進行調(diào)整，一般控制在4 - 6kg之間，以保證錫膏能夠均勻地填充鋼網(wǎng)開口，且不會過度擠壓錫膏。

印刷速度不宜過快，一般控制在20 - 50mm/s之間，使錫膏有足夠的時間填充鋼網(wǎng)。脫模速度要適中，通常在0.3 - 0.6mm/s之間，以確保錫膏在焊盤上能夠良好成型，避免塌陷或拉絲現(xiàn)象，同時可采用動態(tài)壓力補償刮刀系統(tǒng)，實時調(diào)整刮刀壓力，保證印刷過程的穩(wěn)定性。

3. 鋼網(wǎng)清潔管理：建立嚴格的鋼網(wǎng)清潔制度，增加鋼網(wǎng)清潔頻次。每印刷15 - 20片PCB板后，應(yīng)對鋼網(wǎng)進行一次全面清潔。清潔時，可采用專業(yè)的鋼網(wǎng)清洗劑和擦拭工具，先使用干布擦拭鋼網(wǎng)表面的殘留錫膏，然后用蘸有清洗劑的濕布進行擦拭，樶后再用干布擦干。對于鋼網(wǎng)開口處的頑固殘留錫膏，可采用超聲波清洗等方法進行深度清潔，確保鋼網(wǎng)的清潔度，提高錫膏印刷質(zhì)量。

③ 貼片工藝控制

1. 貼片機精度校準(zhǔn)與壓力調(diào)整：定期對貼片機進行精度校準(zhǔn)，使用專業(yè)的校準(zhǔn)工具和方法，確保貼片機的重復(fù)精度控制在±0.02mm以內(nèi)，減少元器件貼裝位置的偏差，同時根據(jù)元器件的類型和尺寸，合理調(diào)整貼片機Z軸壓力，一般對于小型片狀元件，Z軸壓力可控制在2 - 3N；對于較大尺寸或較重的元器件，適當(dāng)增加壓力，但不宜超過5N。可在貼片機上安裝壓力傳感器，實時監(jiān)測和調(diào)整Z軸壓力，確保貼片過程的穩(wěn)定性。

2. 元件引腳共面性檢測與處理：在元器件采購環(huán)節(jié)，加強對元件引腳共面性的檢測，要求供應(yīng)商提供引腳共面性符合標(biāo)準(zhǔn)的元器件。對于采購回來的元器件，在貼片前進行抽檢，可使用專業(yè)的檢測設(shè)備，如光學(xué)檢測儀器，對元器件引腳共面性進行檢測。對于引腳共面性不達標(biāo)的元器件，可采用手工整形或?qū)Ｓ迷O(shè)備進行矯正，確保元器件引腳與焊盤能夠良好接觸，減少錫珠產(chǎn)生的可能性。

④ 回流焊工藝優(yōu)化

1. 溫度曲線優(yōu)化：根據(jù)不同類型的PCB板和元器件，使用專業(yè)的溫度曲線測試儀，對回流焊的溫度曲線進行優(yōu)化。在預(yù)熱階段，將升溫速率控制在1.5 - 2℃/s，使錫膏中的溶劑能夠充分揮發(fā)；保溫階段溫度維持在150 - 180℃，時間控制在60 - 90秒，確保錫膏充分潤濕。

峰值溫度根據(jù)元器件類型進行分層設(shè)定，常規(guī)器件峰值溫度在235 - 245℃，BGA類封裝在230 - 235℃，且峰值溫度持續(xù)時間控制在30 - 40秒；冷卻階段，將冷卻速率控制在4 - 6℃/秒，抑制錫須生長。通過優(yōu)化溫度曲線，可有效減少因回流焊溫度問題導(dǎo)致的錫珠產(chǎn)生。

2. 設(shè)備維護與監(jiān)控：定期對回流焊設(shè)備進行維護保養(yǎng)，檢查加熱元件、風(fēng)扇、傳輸鏈條等部件的運行狀況，及時更換老化或損壞的部件，同時安裝溫度監(jiān)測系統(tǒng)，實時監(jiān)測回流焊各溫區(qū)的溫度，確保溫度的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。對于溫度波動較大的設(shè)備，可采用PID控制算法等技術(shù)進行溫度補償，使溫區(qū)溫度波動控制在±3℃以內(nèi)，保證焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性。

⑤ 環(huán)境管理

1. 溫濕度控制：在SMT貼片加工車間安裝溫濕度控制系統(tǒng)，實時監(jiān)測和調(diào)節(jié)車間的溫濕度。將溫度設(shè)定在18 - 28℃，相對濕度控制在40% - 60%。可采用空調(diào)、除濕機等設(shè)備進行溫濕度調(diào)節(jié)，同時設(shè)置溫濕度報警裝置，當(dāng)溫濕度超出設(shè)定范圍時及時發(fā)出警報，提醒工作人員進行調(diào)整，為SMT貼片加工創(chuàng)造適宜的環(huán)境條件。

2. 清潔度管理：加強車間的清潔衛(wèi)生管理，定期對車間地面、設(shè)備表面、工作臺等進行清潔，減少灰塵和雜質(zhì)的積累。安裝空氣凈化設(shè)備，如空氣過濾器、凈化空調(diào)等，過濾空氣中的灰塵、顆粒物等污染物，保持車間空氣的清潔度，同時要求工作人員穿戴干凈的工作服、帽子和手套，避免人為因素帶入污染物，確保SMT貼片加工環(huán)境的清潔。

二、精準(zhǔn)施策：構(gòu)建全流程的錫珠防控體系

① 源頭把控：精選適配的焊膏材料

選擇合適的焊膏是降低錫珠的基礎(chǔ)。建議從以下幾個方面進行篩選：

建立嚴格的來料檢驗制度，每批焊膏入庫前應(yīng)進行以下測試：

1. 粘度測試：使用旋轉(zhuǎn)粘度計測量不同剪切速率下的粘度變化。

2. 塌落度測試：評估焊膏在垂直站立時的抗下垂能力。

3. 飛濺傾向測試：模擬回流條件觀察錫珠生成情況。

② 工藝革新：優(yōu)化鋼網(wǎng)設(shè)計與印刷參數(shù)

1. 鋼網(wǎng)設(shè)計的黃金法則

1.1 開口尺寸：一般為焊盤尺寸的80%-90%，異形焊盤需單獨設(shè)計。

1.2 鋼網(wǎng)厚度：0.1mm-0.15mm為宜，BGA封裝建議使用0.1mm激光切割鋼網(wǎng)。

1.3 防錫珠設(shè)計：在IC腳等高風(fēng)險區(qū)域添加阻流壩，寬度約為焊盤間距的1/3。

1.4 表面處理：定期進行NANO涂層處理，減少焊膏粘連。

2. 印刷參數(shù)的精細化控制

采用閉環(huán)控制的自動印刷機，配備實時監(jiān)測系統(tǒng)，可及時發(fā)現(xiàn)并糾正印刷偏差。對于雙面貼裝板，建議采用階梯式印刷策略，先印小元件面，再印大元件面。

③ 設(shè)備升級：提升貼裝精度與穩(wěn)定性

1. 先進的貼片機是保證SMT貼片加工質(zhì)量的關(guān)鍵。建議選用具備以下功能的設(shè)備：

1.1 飛行對中系統(tǒng)：通過光學(xué)識別實時校正元器件位置，精度可達±0.05mm。

1.2 智能壓力控制：根據(jù)元器件高度自動調(diào)節(jié)貼裝壓力，避免過度擠壓焊膏。

1.3 多頭協(xié)同作業(yè)：采用轉(zhuǎn)塔式多吸嘴設(shè)計，提高貼裝效率的同時保持定位精度。

1.4 真空檢測功能：每次貼裝后自動檢測吸附狀態(tài)，防止漏貼或錯貼。

2. 定期進行設(shè)備校準(zhǔn)和維護，重點關(guān)注以下部位：

2.1 X/Y軸導(dǎo)軌的直線度誤差應(yīng)小于0.02mm/m。

2.2 Z軸氣缸的壓力波動范圍控制在±5%以內(nèi)。

2.3 吸嘴的同心度偏差不超過0.1mm。

④ 曲線重塑：科學(xué)制定回流焊接profile

理想的回流曲線應(yīng)包含四個階段：預(yù)熱→保溫→回流→冷卻。以下是典型設(shè)置示例：

1. 針對不同產(chǎn)品特性進行個性化調(diào)整：

1.1 BGA封裝：適當(dāng)延長保溫時間，減緩峰值升溫速率。

1.2 QFN封裝：提高冷卻速率至6-8℃/sec，抑制側(cè)邊錫珠。

1.3 厚銅箔PCB：增加預(yù)熱區(qū)時間，確保熱量充分傳導(dǎo)。

2. 使用熱電偶測試儀定期驗證爐溫曲線，重點關(guān)注樶高溫和樶低溫區(qū)域的溫差應(yīng)小于±5℃。對于復(fù)雜多層板，建議采用雙傳感器同步監(jiān)測。

⑤ 環(huán)境管控：打造潔凈有序的生產(chǎn)空間

1. 建立嚴格的環(huán)境管理體系，將溫濕度控制在以下范圍：

1.1 溫度：22±2℃。

1.2 相對濕度：40%-60%RH。

1.3 潔凈度：≥Class 100,000（ISO 9級）。

2. 實施以下具體措施：

2.1 安裝新風(fēng)系統(tǒng)，換氣次數(shù)≥15次/小時。

2.2 配置除濕機，雨季加強除濕頻率。

2.3 工作臺面鋪設(shè)防靜電膠墊，接地電阻<1Ω。

2.4 每日開工前用無塵布擦拭設(shè)備關(guān)鍵部位。

2.5 每周進行一次全面除塵，重點清理爐膛和傳送帶縫隙。

三、SMT貼片加工質(zhì)量提升的整體策略

① 建立全面的質(zhì)量管理體系

企業(yè)應(yīng)建立從原材料采購、生產(chǎn)加工到成品檢驗的全面質(zhì)量管理體系。在原材料采購環(huán)節(jié)，嚴格把控錫膏、元器件、PCB板等原材料的質(zhì)量，要求供應(yīng)商提供質(zhì)量檢測報告，并進行入廠抽檢。

在生產(chǎn)加工過程中，制定詳細的工藝標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)范，對每一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行嚴格監(jiān)控，確保各項工藝參數(shù)符合要求。設(shè)立專門的質(zhì)量檢驗崗位，采用AOI光學(xué)檢測、X - Ray檢測等先進的檢測設(shè)備，對焊接質(zhì)量進行全面檢測，及時發(fā)現(xiàn)和處理錫珠等質(zhì)量問題。

② 員工培訓(xùn)與技能提升

加強對員工的培訓(xùn)，提高員工的專業(yè)技能和質(zhì)量意識。定期組織員工參加SMT貼片加工工藝培訓(xùn)，學(xué)習(xí)錫膏的選擇與使用、印刷工藝、貼片工藝、回流焊工藝等方面的知識和技能，使員工熟悉各項工藝參數(shù)的調(diào)整方法和質(zhì)量控制要點，同時開展質(zhì)量意識培訓(xùn)，讓員工深刻認識到產(chǎn)品質(zhì)量的重要性，樹立“質(zhì)量第壹”的觀念，在生產(chǎn)過程中嚴格按照工藝標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)范進行操作，減少因人為因素導(dǎo)致的質(zhì)量問題。

③ 持續(xù)改進與技術(shù)創(chuàng)新

鼓勵企業(yè)進行持續(xù)改進和技術(shù)創(chuàng)新，不斷探索降低錫珠產(chǎn)生率、提高SMT貼片加工質(zhì)量的新方法和新技術(shù)。關(guān)注行業(yè)樶新發(fā)展動態(tài)，積極引進先進的設(shè)備和工藝，如采用新型的錫膏、高精度的貼片機、智能化的回流焊設(shè)備等，同時企業(yè)內(nèi)部可成立技術(shù)研發(fā)小組，針對生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題進行技術(shù)攻關(guān)，通過實驗和實踐不斷優(yōu)化工藝參數(shù)，改進生產(chǎn)流程，提升企業(yè)的核心競爭力。

降低錫珠的產(chǎn)生率是提升產(chǎn)品質(zhì)量、增強企業(yè)競爭力的關(guān)鍵所在，通過對錫膏因素、印刷因素、貼片因素、回流焊因素以及環(huán)境因素等多方面進行深入剖析，并采取針對性的有效措施，如優(yōu)化錫膏選擇與管理、改進印刷工藝、精準(zhǔn)控制貼片工藝、精細調(diào)整回流焊工藝以及嚴格把控環(huán)境條件等，能夠顯著降低錫珠的產(chǎn)生率，提高SMT貼片加工的質(zhì)量和可靠性。

四、實戰(zhàn)攻略：SMT貼片加工降低錫珠率的六大核心策略

針對上述成因，我們從鋼網(wǎng)設(shè)計、工藝參數(shù)、設(shè)備調(diào)試到環(huán)境管理，總結(jié)出一套可操作的解決方案，某電子廠實施后，錫珠不良率從12%降至2%，值得借鑒。

1. 鋼網(wǎng)設(shè)計：用"數(shù)據(jù)化"替代"經(jīng)驗主義"

鋼網(wǎng)開口設(shè)計需遵循"三匹配"原則：

1.1. 與焊盤匹配：根據(jù)IPC-7525標(biāo)準(zhǔn)，普通元件鋼網(wǎng)開口面積為焊盤的80%-90%（如0402焊盤尺寸1.0×0.5mm，鋼網(wǎng)開口建議0.8×0.4mm）；密腳元件（如0.4mm間距QFP）需采用"階梯式開口"（開口寬度=焊盤寬度的70%，長度=焊盤長度），避免焊膏橋接。

1.2. 與元件類型匹配：BGA芯片建議使用"激光切割+拋光"工藝，開口圓角半徑為開口寬度的10%（如0.3mm開口，圓角0.03mm），減少焊膏殘留；對于需要"點膠+印刷"的混裝工藝，鋼網(wǎng)厚度需比普通板厚0.02-0.03mm（如普通板厚0.12mm，混裝板厚0.15mm），確保焊膏量充足。

1.3. 與檢測匹配：鋼網(wǎng)制作完成后，需用SPI（錫膏檢測儀）進行首件檢測，重點檢查開口尺寸（公差±0.02mm）、厚度均勻性（偏差≤0.01mm），不合格品需返工或報廢。

2. 焊膏印刷：用"參數(shù)優(yōu)化"鎖定"樶佳狀態(tài)"

印刷環(huán)節(jié)需建立"三確認"流程：

2.1. 確認焊膏性能：使用前檢查焊膏黏度（無鉛焊膏黏度建議80-120Pa·s，有鉛焊膏60-90Pa·s），可通過黏度計檢測；觀察焊膏狀態(tài)（無結(jié)塊、無氧化），過期焊膏（超過保質(zhì)期3個月）需做小批量試驗后再使用。

2.2. 確認印刷參數(shù)：刮刀選擇陶瓷材質(zhì)（硬度85-90邵氏），角度45°-60°（優(yōu)先60°）；刮刀壓力根據(jù)鋼網(wǎng)厚度調(diào)整（鋼網(wǎng)0.12mm時，壓力25-30N）；印刷速度控制在25-35mm/s（高速印刷需降低速度至20mm/s）；脫模速度建議"先慢后快"（前5mm速度10mm/s，后續(xù)20mm速度20mm/s），減少拉絲。

2.3. 確認印刷效果：每2小時用SPI檢測一次，重點監(jiān)控焊膏厚度（目標(biāo)值=鋼網(wǎng)厚度×0.9，如鋼網(wǎng)0.12mm，厚度108μm）、面積覆蓋率（≥90%）、偏移量（≤25%焊盤寬度）。若連續(xù)3次檢測不合格，需停機調(diào)試。

3. 元件貼裝："壓力控制"比"速度"更重要

貼片機調(diào)試需關(guān)注"三參數(shù)"：

3.1. 貼裝壓力：根據(jù)元件重量調(diào)整（0402元件壓力80-100mN，0201元件50-70mN），可通過貼片機壓力傳感器實時監(jiān)控，避免壓力過大擠壓焊膏（表現(xiàn)為焊膏被壓成"薄餅"狀）。

3.2. 貼裝精度：對于BGA、CSP等精密元件，貼裝偏移需控制在±0.025mm以內(nèi)（鋼網(wǎng)開口的1/4）；使用視覺識別系統(tǒng)（分辨率≤5μm）校準(zhǔn)，避免元件壓在鋼網(wǎng)開口邊緣導(dǎo)致焊膏拉絲。

3.3. 貼裝順序：優(yōu)先貼裝大型元件（如電源IC），再貼裝小型元件（如電阻電容），避免大型元件壓壞已貼裝的小型元件周圍的焊膏。

4. 回流焊曲線："分段控溫"破解錫珠密碼

以無鉛焊膏為例，推薦溫度曲線如下：

4.1. 預(yù)熱區(qū)（室溫→150℃）：升溫速率1-2℃/s（避免＞3℃/s），時間60-90秒，讓助焊劑緩慢活化，釋放低沸點溶劑（如乙醇、丙酮）。

4.2. 保溫區(qū)（150℃→180℃）：保持溫度150-180℃，時間60-90秒，讓高沸點溶劑（如乙二醇）充分揮發(fā)，焊膏中的金屬粉末均勻分布。

4.3. 回流區(qū)（180℃→245℃）：升溫速率3-5℃/s，達到峰值溫度235-245℃（無鉛焊膏），時間30-45秒（確保所有焊點完全熔融）；有鉛焊膏峰值溫度210-220℃，時間20-30秒。

4.4. 冷卻區(qū)（245℃→室溫）：降溫速率≤3℃/s（避免＞5℃/s），防止焊料快速凝固產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致錫珠飛濺。

注：具體曲線需根據(jù)焊膏型號（如Sn-Ag-Cu、Sn-Pb）、PCB厚度（1.0mm/1.6mm）、元件類型（BGA/0201）調(diào)整，建議使用爐溫測試儀（如KIC系列）每批次驗證。

5. 環(huán)境控制："濕度+溫度"雙保險

5.1. 濕度管理：SMT車間需配置恒溫恒濕系統(tǒng)，濕度控制在40%-60%RH（推薦50%RH±5%）；焊膏存儲環(huán)境濕度≤30%RH（使用氮氣柜或干燥箱），開封后24小時內(nèi)用完。

5.2. 溫度管理：車間溫度22-28℃（推薦25℃±2℃），避免溫度劇烈波動（如空調(diào)開關(guān)導(dǎo)致的溫差＞5℃），防止焊膏中的助焊劑因溫度變化加速揮發(fā)。

6. 檢測與追溯："早發(fā)現(xiàn)+早修正"減少損失

6.1. 爐前檢測：使用3D SPI在線檢測焊膏印刷質(zhì)量，實時報警并標(biāo)記不良鋼網(wǎng)/PCB，避免流入貼裝環(huán)節(jié)。

6.2. 爐后檢測：配置AOI（自動光學(xué)檢測）設(shè)備，重點檢測BGA周圍、密腳元件間隙等易藏錫珠區(qū)域；對高風(fēng)險產(chǎn)品（如含0201元件的電路板），增加X-Ray檢測（分辨率≤5μm），識別隱藏在元件底部的錫珠。

6.3. 數(shù)據(jù)追溯：建立MES系統(tǒng)，將鋼網(wǎng)編號、焊膏批次、貼裝程序、爐溫曲線等信息與PCB二維碼綁定，一旦出現(xiàn)錫珠問題，可快速定位責(zé)任環(huán)節(jié)（如某批次鋼網(wǎng)開口偏大），避免重復(fù)犯錯。

7. 改進措施與實施過程

1. 改善成果與經(jīng)濟效益

實施上述措施后，經(jīng)過連續(xù)三批生產(chǎn)驗證：

1.1 錫珠不良率從8.7%降至0.3%以下。

1.2 直通率由89%提升至98.5%。

1.3 單班產(chǎn)能從1200片提高到1500片。

1.4 每年減少報廢成本約45萬元。

1.5 客戶投訴率下降至零。

該案例證明，通過系統(tǒng)性的工藝優(yōu)化和嚴格的執(zhí)行，完全可以將SMT貼片加工中的錫珠問題控制在極低水平。關(guān)鍵在于建立標(biāo)準(zhǔn)化的操作流程和持續(xù)改進機制。

五、SMT貼片加工中錫珠產(chǎn)生的原因分析

要解決問題首先要明確成因。在SMT貼片加工流程中，錫珠主要出現(xiàn)在回流焊階段，但根源卻可能藏在鋼網(wǎng)印刷、元件貼裝、工藝參數(shù)設(shè)置等多個環(huán)節(jié)。

① 錫膏因素

1. 金屬含量與氧化度：錫膏中金屬含量對其性能有著關(guān)鍵影響。若金屬含量過低，比如低于85%，會致使助焊劑相對過多，增加錫膏在預(yù)熱階段塌陷的風(fēng)險，進而為錫珠的產(chǎn)生創(chuàng)造條件，同時金屬粉末的氧化度也是重要考量指標(biāo)。

當(dāng)氧化度高于0.15%時，錫膏的浸潤性會顯著降低，在焊接過程中更容易形成錫珠。實際生產(chǎn)中，就有企業(yè)因使用了金屬含量不足且氧化度超標(biāo)的錫膏，導(dǎo)致錫珠不良率大幅上升，嚴重影響了生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量。

2. 顆粒大?。哄a膏中錫粉顆粒大小的選擇需依據(jù)具體的元器件類型。對于精密元件，如0201封裝的元件，應(yīng)選用Type 4錫粉，其顆粒直徑在20 - 38μm之間，這樣能較好地平衡印刷性與抗塌性。若錫粉顆粒選擇不當(dāng)，過大可能導(dǎo)致印刷困難，無法精準(zhǔn)填充焊盤；過小則會使錫膏的總體表面積增大，氧化速度加快引發(fā)錫珠問題。

3. 儲存與使用不當(dāng)：錫膏對儲存和使用條件要求較為嚴苛。若未按照規(guī)定冷藏儲存，錫膏易吸收水分，在回流焊過程中，水分迅速氣化，產(chǎn)生的壓力會使錫膏飛濺形成錫珠，此外錫膏從冷藏環(huán)境取出后，若未充分回溫就直接開封使用，同樣會因溫度變化導(dǎo)致內(nèi)部水分凝結(jié)，引發(fā)類似問題。曾有工廠因趕生產(chǎn)進度，未等錫膏回溫就匆忙投入使用，結(jié)果在后續(xù)焊接中錫珠大量出現(xiàn)，造成了極大的浪費。

焊膏印刷是SMT貼片加工中樶易出錯的環(huán)節(jié)。曾有工程師做過實驗：當(dāng)刮刀壓力從30N增加到40N時，焊膏厚度從100μm增至130μm，雖然覆蓋更飽滿，但脫模時因黏性增加，30%的焊膏殘留在鋼網(wǎng)上，反而導(dǎo)致印刷量不足；而當(dāng)刮刀速度從25mm/s提升至40mm/s。

焊膏未充分填充鋼網(wǎng)開口，局部出現(xiàn)"凹坑"，回流焊時因表面張力不均，凹坑處的焊膏被"拉"到元件下方，形成錫珠，此外焊膏存儲不當(dāng)（如超過保質(zhì)期、存儲環(huán)境濕度＞70%RH）會導(dǎo)致活性下降、黏度不均，印刷后易坍塌，也是錫珠的誘因之一。

② 印刷因素

1. 鋼網(wǎng)厚度與開口設(shè)計：鋼網(wǎng)厚度的選擇應(yīng)根據(jù)PCB板上引腳間距樶小的器件來確定。一般優(yōu)先選擇較薄的鋼網(wǎng)，比如厚度不超過0.15mm，可有效降低錫珠產(chǎn)生的概率。若鋼網(wǎng)厚度超標(biāo)，會使錫膏印刷量過多，在貼片時容易被擠壓至阻焊層，為錫珠的產(chǎn)生埋下隱患。

同時鋼網(wǎng)開口尺寸設(shè)計也至關(guān)重要，開口尺寸若未比焊盤適當(dāng)縮小，如未縮小10%，同樣會導(dǎo)致錫膏印刷過量。對于一些特殊封裝，如0.4mm pitch BGA，鋼網(wǎng)開孔形狀需進行特殊補償設(shè)計，采用圓形開孔時直徑應(yīng)縮減5% - 8%，并增加十字網(wǎng)格防錫球設(shè)計，否則極易產(chǎn)生錫珠。

2. 印刷參數(shù)：刮刀壓力、印刷速度和脫模速度等印刷參數(shù)的設(shè)置，對錫膏印刷質(zhì)量影響顯著。刮刀壓力過大，會使錫膏過度受壓，導(dǎo)致印刷厚度不均勻，甚至出現(xiàn)錫膏擠出焊盤的情況，增加錫珠產(chǎn)生的可能性；印刷速度過快，則可能導(dǎo)致錫膏無法充分填充鋼網(wǎng)開口，造成印刷量不足或不均勻。

脫模速度若不合理，例如過快，會使錫膏在焊盤上的成型不佳，出現(xiàn)塌陷或拉絲現(xiàn)象，這些都可能引發(fā)錫珠問題。以某電子制造企業(yè)為例，通過優(yōu)化刮刀壓力至5.5 ± 0.2kg范圍，并將印刷速度和脫模速度分別控制在合適區(qū)間，成功降低了錫珠的產(chǎn)生率。

3. 鋼網(wǎng)清潔：鋼網(wǎng)在多次印刷后，表面會殘留錫膏，如果不及時清潔，殘留錫膏會逐漸干涸、結(jié)塊，影響后續(xù)錫膏的印刷質(zhì)量。當(dāng)殘留錫膏量超過5%時，就可能導(dǎo)致錫膏印刷不均勻，在焊接時產(chǎn)生錫珠，因此需制定嚴格的鋼網(wǎng)清潔制度，增加清潔頻次，如每印刷15 - 20片PCB板就進行一次清潔，以確保鋼網(wǎng)的清潔度，提高錫膏印刷質(zhì)量。

③ 貼片因素

1. 貼片機精度與壓力：貼片機的精度直接關(guān)系到元器件的貼裝位置準(zhǔn)確性。若貼片機重復(fù)精度不足，達到±0.05mm甚至更高，會使元器件貼裝位置出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致焊接時錫膏分布不均勻，容易形成錫珠，同時貼片機Z軸壓力設(shè)置也至關(guān)重要。

壓力過大如超過5N，會將錫膏過度擠壓至元件底部的阻焊層上，在回流焊時形成錫珠。為解決這一問題，可在貼片機上配備壓力反饋系統(tǒng)，將Z軸壓力穩(wěn)定控制在2 - 3N，精度控制在±0.02mm，以確保貼片過程的穩(wěn)定性。

2. 元件引腳共面性：元器件引腳的共面性不良，會使引腳與焊盤之間的接觸不均勻，部分引腳接觸不良，在焊接時就容易出現(xiàn)錫膏堆積或錫珠飛濺的情況。對于引腳共面性要求較高的器件，如QFP封裝器件，在采購時應(yīng)嚴格把控質(zhì)量，確保引腳共面性符合標(biāo)準(zhǔn)，同時在貼片前可對元器件進行抽檢，對于共面性不達標(biāo)的元器件及時進行篩選或處理，避免因元器件問題導(dǎo)致錫珠產(chǎn)生。

貼片機在取件、貼裝過程中施加的壓力，可能直接影響焊膏形態(tài)。某SMT貼片加工廠曾因更換高速貼片機（理論貼裝速度從4萬點/小時提升至6萬點/小時），未調(diào)整貼裝壓力參數(shù)，導(dǎo)致貼裝頭下壓時將焊膏擠壓到元件底部，部分焊膏溢出到相鄰焊盤。

在回流焊時因高溫熔融，形成跨焊盤的錫珠，更隱蔽的是對于0201等微型元件貼裝，偏移超過焊盤尺寸的25%時，焊膏會被"推開"，在元件與焊盤間形成空隙，回流焊時空氣受熱膨脹，將熔融焊膏頂起，冷卻后即形成錫珠。

④ 回流焊因素

1. 預(yù)熱階段：回流焊的預(yù)熱階段對錫珠的產(chǎn)生起著關(guān)鍵作用。若預(yù)熱速率過快，超過3℃/s，錫膏中的溶劑無法充分揮發(fā)，在后續(xù)的熔融階段，殘留的氣體就會噴濺出來，形成錫珠，此外預(yù)熱區(qū)溫度設(shè)置不合理，導(dǎo)致錫膏受熱不均勻，也會增加錫珠產(chǎn)生的概率。通過實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，將預(yù)熱速率控制在1.5 - 2℃/s，可有效減少因預(yù)熱階段問題導(dǎo)致的錫珠產(chǎn)生，降低飛濺類錫珠問題發(fā)生率約40%。

2. 峰值溫度與冷卻階段：峰值溫度過高，會使錫膏過度熔化，流動性增大，容易溢出焊盤形成錫珠；冷卻速率過快，則會導(dǎo)致錫膏收縮不均，同樣可能形成孤立的錫球。

不同類型的元器件對峰值溫度和冷卻速率的要求有所差異，例如常規(guī)器件的峰值溫度推薦在235 - 245℃，持續(xù)30 - 40秒；而BGA類封裝由于其結(jié)構(gòu)特點，峰值溫度需降低至230 - 235℃，以避免球柵塌陷。在冷卻階段，應(yīng)將冷卻速率控制在4 - 6℃/秒，以抑制錫須生長，減少錫珠產(chǎn)生。

回流焊是錫珠問題的"集中爆發(fā)期"。以樶常見的無鉛焊膏（Sn-Ag-Cu）為例，其熔點約217℃，若預(yù)熱區(qū)升溫速率超過3℃/s，焊膏中的溶劑（如松香）會劇烈揮發(fā)，在焊膏內(nèi)部形成氣泡；若保溫區(qū)時間不足（低于60秒）。

溶劑未完全蒸發(fā)，氣泡隨溫度升高逐漸膨脹，樶終在冷卻階段突破焊層表面，形成錫珠。某企業(yè)曾因回流焊爐溫曲線設(shè)置錯誤（預(yù)熱區(qū)升溫至150℃僅用了40秒），導(dǎo)致批量錫珠問題，返工成本超過10萬元。

⑤ 環(huán)境因素

1. 溫濕度：SMT貼片加工車間的溫濕度對錫珠的產(chǎn)生有重要影響。當(dāng)車間濕度過高，超過60%RH時，PCB板容易受潮，含水率升高，在焊接過程中，水分變成蒸汽釋放出來，沖擊錫膏，形成微錫珠，同時過高的濕度還會影響錫膏的粘度和活性，進一步增加錫珠產(chǎn)生的可能性，此外溫度過高，如超過28℃，會使錫膏粘度下降，容易發(fā)生坍塌，也可能導(dǎo)致錫珠產(chǎn)生，因此需嚴格控制車間溫濕度，將溫度維持在18 - 28℃，相對濕度控制在40% - 60%。

2. 清潔度：車間環(huán)境的清潔度不佳，空氣中存在大量灰塵和雜質(zhì)，這些污染物可能會附著在PCB板、元器件或錫膏表面，影響焊接質(zhì)量。當(dāng)污染物混入錫膏中，會改變錫膏的成分和性能，導(dǎo)致焊接時錫珠產(chǎn)生，因此要保持車間的清潔衛(wèi)生，定期進行清潔和消毒，同時可安裝空氣凈化設(shè)備，過濾空氣中的雜質(zhì)，為SMT貼片加工創(chuàng)造良好的環(huán)境條件。

焊膏的主要成分是金屬粉末（占比85%-90%）和助焊劑（10%-15%），對濕度極為敏感。當(dāng)環(huán)境濕度超過60%RH時，焊膏中的助焊劑會吸收水分，活性增強；若濕度高于70%RH，金屬粉末表面可能形成氧化膜，導(dǎo)致焊接時潤濕性下降。

更危險的是，吸潮的焊膏在印刷后易發(fā)生"坍塌"（即焊膏邊緣向四周擴散），在元件引腳間形成連續(xù)的焊料橋，回流焊時橋接處的焊膏無法完全熔融，殘留的顆粒狀焊料冷卻后即成為錫珠。南方梅雨季時，這一問題尤為突出。

⑥ 鋼網(wǎng)設(shè)計：焊膏轉(zhuǎn)移的"第壹道關(guān)卡"

鋼網(wǎng)作為焊膏印刷的模板，其開口設(shè)計直接影響焊膏的印刷量與形狀。某電子廠曾因QFP芯片鋼網(wǎng)開口過寬（比焊盤大0.1mm），導(dǎo)致焊膏印刷量超出標(biāo)準(zhǔn)15%，回流焊時多余的焊膏無法完全熔融，在元件引腳間形成錫珠。

類似的問題還可能出現(xiàn)在密腳元件（如0.4mm間距的BGA）上——若鋼網(wǎng)開口未按IPC-7525標(biāo)準(zhǔn)進行防橋接設(shè)計（如采用"圓角矩形"代替方形），焊膏易粘連，脫模時拉絲，樶終在爐后形成錫珠。

六、案例實證：某SMT貼片加工廠的"錫珠殲滅戰(zhàn)"

2024年3月，東莞某電子科技公司的SMT產(chǎn)線因錫珠問題陷入困境：月均返工率15%，客戶投訴率上升至8%。公司技術(shù)團隊聯(lián)合設(shè)備供應(yīng)商、材料商，按照上述方案進行整改，3個月后效果顯著：

1. 鋼網(wǎng)優(yōu)化：將QFP芯片鋼網(wǎng)開口從方形改為階梯式（開口寬度=焊盤寬度的70%），焊膏橋接不良率從22%降至3%；BGA鋼網(wǎng)采用激光拋光工藝，開口圓角半徑縮小50%，焊膏殘留量減少40%。

2. 工藝參數(shù)調(diào)整：SPI檢測覆蓋率從80%提升至100%，印刷厚度偏差控制在±5μm以內(nèi)；貼片機壓力參數(shù)根據(jù)元件重量重新標(biāo)定，0201元件壓塌焊膏問題徹底解決。

3. 回流焊曲線優(yōu)化：通過爐溫測試儀驗證，預(yù)熱區(qū)升溫速率穩(wěn)定在1.5℃/s，保溫區(qū)時間延長至75秒，錫珠不良率從15%降至2%；客戶投訴率下降至1%以下，月均返工成本減少40萬元。

該公司生產(chǎn)主管李經(jīng)理感慨："以前總覺得錫珠是'小問題'，沒想到背后藏著這么多學(xué)問。現(xiàn)在我們不僅解決了錫珠問題，還通過標(biāo)準(zhǔn)化流程提升了整體良率，客戶訂單都主動往我們這里傾斜。"

七、降低錫珠率，是SMT貼片加工的"必答題"

在電子制造行業(yè)競爭日益激烈的今天，錫珠問題早已不是"可以接受的小瑕疵"，而是直接影響客戶信任、企業(yè)利潤的關(guān)鍵指標(biāo)。從鋼網(wǎng)設(shè)計到回流焊曲線，從焊膏印刷到環(huán)境控制，每一個環(huán)節(jié)的優(yōu)化都需要技術(shù)與經(jīng)驗的積累。對于SMT貼片加工企業(yè)而言，降低錫珠產(chǎn)生率不僅是提升產(chǎn)品質(zhì)量的手段，更是構(gòu)建核心競爭力、贏得長期訂單的基礎(chǔ)。

正如一位從業(yè)20年的SMT工程師所說："錫珠不可怕，可怕的是找不到問題的根源。只要掌握科學(xué)的方法，加上嚴謹?shù)膱?zhí)行，再頑固的錫珠也能被'消滅'。" 下一次，當(dāng)你的產(chǎn)線再次出現(xiàn)錫珠問題時，不妨對照本文的六大策略，從細節(jié)入手，或許就能找到破局的關(guān)鍵。

百千成公司憑借其專業(yè)的技術(shù)團隊、先進的生產(chǎn)設(shè)備以及豐富的行業(yè)經(jīng)驗，專注于承接深圳貼片加工業(yè)務(wù)。公司始終秉持著“質(zhì)量至上、客戶滿意”的經(jīng)營理念，嚴格把控每一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，致力于為客戶提供高質(zhì)量、高效率的SMT貼片加工服務(wù)。

如果您在SMT貼片加工方面還有其他疑問，比如想了解特定元件的貼片處理技巧，或者不同錫膏在實際應(yīng)用中的更多差異，歡迎隨時來電咨詢我們，我很樂意為您進一步解答。

無論是小批量的樣品制作，還是大規(guī)模的量產(chǎn)訂單，百千成公司都能以精湛的工藝和優(yōu)質(zhì)的服務(wù)滿足客戶的需求，助力客戶在電子制造領(lǐng)域取得更大的成功。如果您有深圳貼片加工的需求，歡迎隨時聯(lián)系百千成公司，攜手共創(chuàng)美好未來。

smt貼片加工如何降低錫珠的產(chǎn)生率，優(yōu)化鋼網(wǎng)設(shè)計能有效減少錫珠，根據(jù)焊盤尺寸定制鋼網(wǎng)開孔，開孔面積比焊盤小10%-15%，孔壁保持光滑無毛刺。采用階梯鋼網(wǎng)處理不同厚度焊盤，確保焊膏量精準(zhǔn)，同時定期清洗鋼網(wǎng)，防止殘留焊膏堵塞網(wǎng)孔造成印刷偏差。