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                            電路板錫膏發生低黏性的技術問答

                            2018-09-30 精莞盈fpc 40

                              問:為何電路板錫膏會發生低黏性的現象?如何解釋?

                              答:所謂錫膏低黏性的現象,指的是在打件期間或打件之后,零件沒有辦法被錫膏黏住的一種現象。黏性低可能的原因包括:錫膏涂布不足、助焊劑黏性不足、不適當的金屬含量、顆粒尺寸太粗糙、打件期間電路板迅速移動、打件期間電路板支撐不佳、濕度影響等等。

                              如果錫膏電路板印刷量不足,錫膏不能夠保持住打在電路板上的零件是可以理解的。助焊劑是錫膏黏合性的決定性因素,低黏性的助焊劑自然會產生低黏性的錫膏。因為錫粉本身無法提供黏性,過量的粉粒對黏性的保持是不利的。但是金屬含量與黏性間的關系相當復雜,隨著金屬含量的增加逐步降低,開始時候黏性迅速地下降,然后降低的速度漸漸減緩,降低的趨勢很可能與測試樣品的厚度有關。

                            電路板錫膏發生低黏性的技術問答

                              一般而言粉粒含量越少,在黏性測試期時就有愈多的錫膏被擠壓,在測試探針和基板間的間隙就越小,較小的間隙有利于維持印刷的完整性免于滲漏。金屬含量超過約40%時,依據某種錫膏的測試經驗值,黏性會隨著金屬含量的增加略微增加之后又降低。

                              黏性的增加應該是因為填料增強效應而產生的內聚力增加。當金屬含量超過某個臨界值時,黏性會繼續下降,這是因為助焊劑對錫粉的包覆性與黏合不充分所致,這種黏合不充分的狀態會逐漸增加。黏性與錫膏的黏附力和內聚力成比例,黏附力是由助焊劑單一元素所支配。內聚力會隨著粉粒尺寸的下降而增加,這是由于錫膏黏度增加所致,因而導致黏性的增加。

                              打件的牢固性不但由錫膏的黏性決定,也由打件設備涉及的復雜問題所決定。對于一個打件設備而言,某種錫膏使用的狀態不錯,但可惜的是換了設備就發生問題。影響零件維持能力的重要因素之一,就是電路板的移動問題。如果在打件階段電路板移動得快,零件的慣性可能會超過錫膏的黏力,這會導致零件的偏斜滑落。

                              另外一個影響因素是,在打件的時候電路板本身的穩固性。如果電路板未受到良好的支撐與固定,當受到置放臂的碰撞時,電路板會有較大的搖晃,因此會有掉件拋件的問題。適當的制程設計,應該包括支撐的合理機構以及夾持電路板的堅固治具。

                              黏性是助焊劑重要的特性功能,某些助焊劑會迅速地吸收水分,濕度必然會影響到錫膏的黏性表現。高濕度可能會引起表面結硬皮、錫膏變稀及黏度降低,這些問題都應該要避免。

                              當錫膏剛曝露于空氣中,會有適當或較高的黏性存在。但是在電路板印刷后黏性很快地隨著時間而下降,這會讓電路板加工的作業范圍變得非常狹窄。

                              黏性時間過短的可能原因包括:金屬含量過高、溶劑揮發性過高、粉粒尺寸粗大、印刷完成的錫膏表面開始結硬皮、操作環境空氣流動大、濕度不當、環境溫度高、使用鋼版太薄等等。

                              金屬含量的問題已經一再的討論了,保持黏性的時間會隨著金屬含量的升高而縮短。很明顯的如果增加助焊劑含量,必然會增加錫膏保持黏性的時間,這方面也可以解釋為溶劑含量增加的影響。這樣就可以理解許多的電路板廠家或是文獻陳述,都有保持錫膏金屬含量不要超過約90%建議的原因。

                              粉粒表面積增加會幫助溶劑保留較長的時間,這是由于粉粒與溶劑間的表面吸附作用加強所致。但是如果粉粒小,導致助焊劑與粉粒間的化學反應加大變快,也有可能會因此產生表面結皮而降低了黏性的時間。


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