将溅锡的影响减到最小

在回流之后，内存模块的连接器“金手指”可能出现溅锡的污染，这意味着产品的品质和可靠性问题和制造流程问题。溅锡只是表面污染的一种，其它类型包括水渍污染和助焊剂飞溅。这些影响较小，但由于焊锡飞溅，焊锡已实际上熔湿了“金手指”的表面。“小爆炸”溅锡有许多原因，不一定是回流焊接时热的或熔化的焊锡爆发性的排气结果。例如，通过观察过程，以保证锡膏丝印时的最佳清洁度，溅锡问题可以减少或消除。任何方法，如果使锡膏粉球可能沉积在金手指上，并在回流过程时仍存在，都可以产生溅锡。包括：1. 在丝印期间没有擦拭模板底面(模板脏) 2. 误印后不适当的清洁方法 3. 丝印期间不小心的处理 4. 机板材料和污染物中过多的潮汽 5. 极快的温升斜率(超过每秒4° C) 在后面的原因中，助焊剂的激烈排气可能引起熔化焊接点中的小爆炸，促使焊锡颗粒变成在回流腔内空中乱飞，飞溅在PCB上，污染连接器的“金手指”。PCB材料内夹住潮气的情况是一样的，和助焊剂排气有相同的效果。类似地，板表面上的外来污染也引起溅锡。溅锡的影响虽然人们对溅锡可能对连接器接口有有害的影响的关注，还没有得到证实，但它仍然是个问题，因为轻微的飞溅“锡块”产生对连接器金手指平面的破坏。这些锡块是不柔顺的，锡本身比金导电性差，特别是遭受氧化之后。第一个最容易的消除溅锡的方法是在锡膏的模板丝印过程。如果这个过程是产生溅锡的原因的话，那么通过良好的设备的管理及保养来得到控制，包括适当的丝印机设定和操作员培训。如果原因不在这里，那么必须检查其它方面。水印污染：其根本原因还未完全理解，虽然可能涉及许多根源。因为已经显示清洁的、未加工的、无锡膏的和没有加元件的板，在回流后也会产生水印污染，所以其中包括了许多的原因：PCB制造残留、炉中的凝结物、干助焊剂的飞溅、清洗板的残留和导热金的变色等。水印污染经常难于发现，但其对连接器接口似乎并无影响。事实上内存模块的使用者并不关心这类表面污染，常常看作为金的变色。助焊剂飞溅：一般理解为，助焊剂水滴在回流炉中变成空中乱飞，分散和附着在整个板上，包括金手指。有两种理论试图说明助焊剂飞溅：溶剂排放理论和合并理论(丝印期间的清洁再次认为有影响，但可控制)。· 溶剂排放理论：认为锡膏助焊剂中使用的溶剂必须在回流时蒸发。如果使用过高温度，溶剂会“闪沸”成气体(类似于在热锅上滴水)，把固体带到空中，随机散落到板上，成为助焊剂飞溅。 为了证实或反驳这个理论，使用热板对样板进行导热性试验，并作测试。使用的温度设定点分别为190° C，200° C和220° C。膏状的助焊剂(不含焊锡粉末)在任何情况下都不出现飞溅。可是，锡膏(含有粉末的助焊剂)在焊锡熔化和焊接期间始终都有飞溅。表一和表二是结果。表一、溶剂排气模拟试验测试描述 材料 结果
助焊剂载体(无粉末)印于铜箔试样，放于设定为190° C、200° C和220° C的热板上 助焊剂载体B助焊剂载体D 在试样上没有明显的助焊剂飞溅，第二次结果相似
将锡膏印于铜箔试样，放于设定为190° C、200° C和220° C的热板上回流 · 锡膏B：90%金属含量，Sn63/Pb37，-325/+500 · 锡膏D：92%金属含量，Sn63/Pb37，-325/+500 两种金属含量都可以看到助焊剂飞溅，金属含量较高的产生飞溅可能较少，但很难说。第二次结果相似
助焊剂A：Kester244，助焊剂B：92，助焊剂C：92J，助焊剂D：51SC，助焊剂E：73D，助焊剂F：75
表二、从金属焊接中的助焊剂飞溅模拟试验测试描述 材料 结果
锡膏(有粉末)印于铜箔试样，放于设定为190° C、200° C和220° C的热板上 · 锡膏B，90%，Sn63/Pb37，-325/+500 · 锡膏D，90%，Sn63/Pb37，-325/+500 　 · 在所有温度设定上，锡膏B明显比锡膏D湿润较快，结合更积极，结果助焊剂飞溅较多 · 也看到锡膏D在所有温度上的助焊剂飞溅，但比锡膏程度要小 · 温度越高，飞溅越厉害
保温区(干燥)模拟--锡膏印于铜箔试样，在设定不同的温度热板上预热不同的时间，保温范围150° C~170° C，时间1~4分钟。试样然后转到第二块热板上，以220° C回流，并观察助焊剂飞溅。 · 锡膏B，90%，Sn63/Pb37，-325/+500 · 在较高温度下保温超过2分钟，减少或消除了助焊剂飞溅
Sn62的锡膏和Sn63的锡膏比较，看是否Sn62较慢的结合速度会减少飞溅 · 锡膏B：90%金属含量，Sn63/Pb37，-325/+500 · 锡膏B：90%，Sn62/Pb36/Ag2，-325/+500 · Sn62和Sn63都观察到助焊剂飞溅，飞溅数量的差别肉眼观察不出，观察到Sn62的结合速度较慢
助焊剂A：Kester244，助焊剂B：92，助焊剂C：92J，助焊剂D：51SC，助焊剂E：73D，助焊剂F：75
可以推断，如果助焊剂沸腾引起飞溅，那么当助焊剂单独加热时应该看到。可是，由于飞溅是在焊锡结合时观察到的，这里应该可找到其作用原理。测试说明溶剂排气理论不能解释助焊剂飞溅。结合理论：当焊锡熔化和结合时熔化材料的表面张力―一个很大的力量―在被夹住的助焊剂上施加压力，当足够大时，猛烈地排出。这一理论得到了对BGA装配内焊锡空洞的研究的支持，其中描述了表面张力和助焊剂排气之间的联系(助焊剂排气率模型)。因此，有力的喷出是助焊剂飞溅最可能的原因。接下来的实验室助焊剂飞溅模拟说明了结合的影响，甚至当锡膏在回流前已烘干。尽管如此，完全的烘干大大地减少了飞溅(表三)。表三、来自金属结合的助焊剂飞溅模拟―烘干研究温度 一分钟 二分钟 三分钟 四分钟
150oC 观察到飞溅 1-2飞溅 无飞溅 无飞溅
160oC 1-2飞溅 无飞溅 无飞溅 无飞溅
170oC 无飞溅 无飞溅 无飞溅 无飞溅
用锡膏B 90% Sn63/Pb37 合金作试验
熔湿速度因为结合模型看来会成功，所以调查了各种材料的熔湿速度。熔湿速度受合金类型、温度、助焊剂载体和回流环境的影响。如图一所说明，温度对熔湿速度有戏剧性的影响，温度越高，速度越快