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为何电路板锡膏会发生低黏性的现象?如何解释?

发布时间:2016-09-03 点击数:906 信息来源:磐信电路板 作者:雷勤 关键词:电路板厂家

问:为何电路板锡膏会发生低黏性的现象?如何解释? 
答:所谓锡膏低黏性的现象,指的是在打件期间或打件之后,零件没有办法被锡膏黏住的一种现象。黏性低可能的原因包括:锡膏涂布不足、助焊剂黏性不足、不适当的金属含量、颗粒尺寸太粗糙、打件期间电路板迅速移动、打件期间电路板支撑不佳、湿度影响等等。
如果锡膏电路板印刷量不足,锡膏不能够保持住打在电路板上的零件是可以理解的。助焊剂是锡膏黏合性的决定性因素,低黏性的助焊剂自然会产生低黏性的锡膏。因为锡粉本身无法提供黏性,过量的粉粒对黏性的保持是不利的。但是金属含量与黏性间的关系相当复杂,随着金属含量的增加逐步降低,开始时候黏性迅速地下降,然后降低的速度渐渐减缓,降低的趋势很可能与测试样品的厚度有关。
一般而言粉粒含量越少,在黏性测试期时就有愈多的锡膏被挤压,在测试探针和基板间的间隙就越小,较小的间隙有利于维持印刷的完整性免于渗漏。金属含量超过约40%时,依据某种锡膏的测试经验值,黏性会随着金属含量的增加略微增加之后又降低。
黏性的增加应该是因为填料增强效应而产生的内聚力增加。当金属含量超过某个临界值时,黏性会继续下降,这是因为助焊剂对锡粉的包覆性与黏合不充分所致,这种黏合不充分的状态会逐渐增加。黏性与锡膏的黏附力和内聚力成比例,黏附力是由助焊剂单一元素所支配。内聚力会随着粉粒尺寸的下降而增加,这是由于锡膏黏度增加所致,因而导致黏性的增加。
打件的牢固性不但由锡膏的黏性决定,也由打件设备涉及的复杂问题所决定。对于一个打件设备而言,某种锡膏使用的状态不错,但可惜的是换了设备就发生问题。影响零件维持能力的重要因素之一,就是电路板的移动问题。如果在打件阶段电路板移动得快,零件的惯性可能会超过锡膏的黏力,这会导致零件的偏斜滑落。
另外一个影响因素是,在打件的时候电路板本身的稳固性。如果电路板未受到良好的支撑与固定,当受到置放臂的碰撞时,电路板会有较大的摇晃,因此会有掉件抛件的问题。适当的制程设计,应该包括支撑的合理机构以及夹持电路板的坚固治具。
黏性是助焊剂重要的特性功能,某些助焊剂会迅速地吸收水分,湿度必然会影响到锡膏的黏性表现。高湿度可能会引起表面结硬皮、锡膏变稀及黏度降低,这些问题都应该要避免。
当锡膏刚曝露于空气中,会有适当或较高的黏性存在。但是在电路板印刷后黏性很快地随着时间而下降,这会让电路板加工的作业范围变得非常狭窄。
黏性时间过短的可能原因包括:金属含量过高、溶剂挥发性过高、粉粒尺寸粗大、印刷完成的锡膏表面开始结硬皮、操作环境空气流动大、湿度不当、环境温度高、使用钢版太薄等等。
金属含量的问题已经一再的讨论了,保持黏性的时间会随着金属含量的升高而缩短。很明显的如果增加助焊剂含量,必然会增加锡膏保持黏性的时间,这方面也可以解释为溶剂含量增加的影响。这样就可以理解许多的电路板厂家或是文献陈述,都有保持锡膏金属含量不要超过约90%建议的原因。
粉粒表面积增加会帮助溶剂保留较长的时间,这是由于粉粒与溶剂间的表面吸附作用加强所致。但是如果粉粒小,导致助焊剂与粉粒间的化学反应加大变快,也有可能会因此产生表面结皮而降低了黏性的时间。

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