干貨 | 五大SMT常見工藝缺陷及解決方法,幫你填坑,速速get吧!
現(xiàn)在,工程師做SMT貼片已經(jīng)越來越方便,但是,對SMT中的各項工藝,作為工程師的你真的了解“透”了嗎?本文整理了“五大SMT常見工藝缺陷”,幫你填坑,速速get吧!
缺陷一:
“立碑”現(xiàn)象
即片式元器件發(fā)生“豎立”。
立碑現(xiàn)象發(fā)生主要原因是元件兩端的濕潤力不平衡,引發(fā)元件兩端的力矩也不平衡,導致“立碑”。
什么情況會導致回流焊時元件兩端濕潤力不平衡,導致“立碑”?
因素A:焊盤設計與布局不合理
①元件的兩邊焊盤之一與地線相連接或有一側(cè)焊盤面積過大,焊盤兩端熱容量不均勻; ②PCB表面各處的溫差過大以致元件焊盤兩邊吸熱不均勻; ③大型器件QFP、BGA、散熱器周圍的小型片式元件焊盤兩端會出現(xiàn)溫度不均勻。解決辦法:工程師調(diào)整焊盤設計和布局。
因素B:焊錫膏與焊錫膏印刷存在問題
①焊錫膏的活性不高或元件的可焊性差,焊錫膏熔化后,表面張力不一樣,將引起焊盤濕潤力不平衡。
②兩焊盤的焊錫膏印刷量不均勻,一側(cè)錫厚,拉力大,另一側(cè)錫薄拉力小,致使元件一端被拉向一側(cè)形成空焊,一端被拉起就形成立碑。
解決辦法:需要工廠選用活性較高的焊錫膏,改善焊錫膏印刷參數(shù),特別是鋼網(wǎng)的窗口尺寸。
因素C:貼片移位Z軸方向受力不均勻
會導致元件浸入到焊錫膏中的深度不均勻,熔化時會因時間差而導致兩邊的濕潤力不平衡,如果元件貼片移位會直接導致立碑。
解決辦法:需要工廠調(diào)節(jié)貼片機工藝參數(shù)。
因素D:爐溫曲線不正確
如果再流焊爐爐體過短和溫區(qū)太少就會造成對PCB加熱的工作曲線不正確,以致板面上濕差過大,從而造成濕潤力不平衡。
解決辦法:需要工廠根據(jù)每種不同產(chǎn)品調(diào)節(jié)好適當?shù)臏囟惹€。
缺陷二:
錫珠
錫珠是回流焊中常見的缺陷之一,它不僅影響外觀而且會引起橋接。錫珠可分為兩類:一類出現(xiàn)在片式元器件一側(cè),常為一個獨立的大球狀(如下圖);另一類出現(xiàn)在IC引腳四周,呈分散的小珠
錫珠產(chǎn)生的原因主要有以下幾點:
因素A:溫度曲線不正確
回流焊曲線可以分為預熱、保溫、回流和冷卻4個區(qū)段。預熱、保溫的目的是為了使PCB表面溫度在60~90s內(nèi)升到150℃,并保溫約90s,這不僅可以降低PCB及元件的熱沖擊,更主要是確保焊錫膏的溶劑能部分揮發(fā),避免回流焊時因溶劑太多引起飛濺,造成焊錫膏沖出焊盤而形成錫珠。解決辦法:工廠需注意升溫速率,并采取適中的預熱,使溶劑充分揮發(fā)。
因素B:焊錫膏的質(zhì)量
①焊錫膏中金屬含量通常在(90±0.5)℅,金屬含量過低會導致助焊劑成分過多,因此過多的助焊劑會因預熱階段不易揮發(fā)而引起飛珠; ②焊錫膏中水蒸氣和氧含量增加也會引起飛珠。由于焊錫膏通常冷藏,當從冰箱中取出時,如果沒有充分回溫解凍并攪拌均勻,將會導致水蒸氣進入;此外焊錫膏瓶的蓋子每次使用后要蓋緊,若沒有及時蓋嚴,也會導致水蒸氣的進入;
③放在鋼網(wǎng)上印制的焊錫膏在完工后,剩余的部分應另行處理,若再放回原來瓶中,會引起瓶中焊錫膏變質(zhì),也會產(chǎn)生錫珠。
解決辦法:要求工廠選擇優(yōu)質(zhì)的焊錫膏,注意焊錫膏的保管與使用要求。
其他因素還有:
①印刷太厚,元件下壓后多余錫膏溢流; ②貼片壓力太大,下壓使錫膏塌陷到油墨上; ③焊盤開口外形不好,未做防錫珠處理; ④錫膏活性不好,干的太快,或有太多顆粒小的錫粉; ⑤印刷偏移,使部分錫膏沾到PCB上; ⑥刮刀速度過快,引起塌邊不良,回流后導致產(chǎn)生錫球...缺陷三:
橋連
橋連也是SMT生產(chǎn)中常見的缺陷之一,它會引起元件之間的短路,遇到橋連必須返修。
造成橋連的原因主要有:
因素A:焊錫膏的質(zhì)量問題
①焊錫膏中金屬含量偏高,特別是印刷時間過久,易出現(xiàn)金屬含量增高,導致IC引腳橋連; ②焊錫膏粘度低,預熱后漫流到焊盤外; ③焊錫膏塔落度差,預熱后漫流到焊盤外。 解決辦法:需要工廠調(diào)整焊錫膏配比或改用質(zhì)量好的焊錫膏。因素B:印刷系統(tǒng)
①印刷機重復精度差,對位不齊(鋼網(wǎng)對位不準、PCB對位不準),導致焊錫膏印刷到焊盤外,尤其是細間距QFP焊盤; ②鋼網(wǎng)窗口尺寸與厚度設計失準以及PCB焊盤設計Sn-pb合金鍍層不均勻,導致焊錫膏偏多。 解決方法:需要工廠調(diào)整印刷機,改善PCB焊盤涂覆層。因素C:貼放壓力過大
焊錫膏受壓后滿流是生產(chǎn)中多見的原因,另外貼片精度不夠會使元件出現(xiàn)移位、IC引腳變形等。因素D:再流焊爐升溫速度過快,焊錫膏中溶劑來不及揮發(fā)
解決辦法:需要工廠調(diào)整貼片機Z軸高度及再流焊爐升溫速度。缺陷四:
芯吸現(xiàn)象
芯吸現(xiàn)象,也稱吸料現(xiàn)象、抽芯現(xiàn)象,是SMT常見的焊接缺陷之一,多見于氣相回流焊中。焊料脫離焊盤沿引腳上行到引腳與芯片本體之間,導致嚴重的虛焊現(xiàn)象。產(chǎn)生原因:
通常是因引腳導熱率過大,升溫迅速,以致焊料優(yōu)先濕潤引腳,焊料與引腳之間的潤濕力遠大于焊料與焊盤之間的潤濕力,引腳的上翹回更會加劇芯吸現(xiàn)象的發(fā)生?! ?/span> 解決辦法:需要工廠先對SMA(表面貼裝組件)充分預熱后在放爐中焊接,應認真的檢測和保證PCB焊盤的可焊性,元件的共面性不可忽視,對共面性不好的器件不應用于生產(chǎn)。注意:
在紅外回流焊中,PCB基材與焊料中的有機助焊劑是紅外線良好的吸收介質(zhì),而引腳卻能部分反射紅外線,故相比而言焊料優(yōu)先熔化,焊料與焊盤的濕潤力就會大于焊料與引腳之間的濕潤力,故焊料不會沿引腳上升,從而發(fā)生芯吸現(xiàn)象的概率就小得多。缺陷五:
BGA焊接不良
BGA:即Ball Grid Array(球柵陣列封裝)
不良癥狀①:連錫
連錫也被稱為短路,即錫球與錫球在焊接過程中發(fā)生短接,導致兩個焊盤相連,造成短路。解決辦法:工廠調(diào)整溫度曲線,減小回流氣壓,提高印刷品質(zhì)。
不良癥狀②:假焊
假焊也被稱為“枕頭效應(Head-in-Pillow,HIP)”,導致假焊的原因很多(錫球或PAD氧化、爐內(nèi)溫度不足、PCB變形、錫膏活性較差等)。BGA假焊特點是“不易發(fā)現(xiàn)”“難識別”。不良癥狀③:冷焊
冷焊不完全等同與假焊,冷焊是由于回流焊溫度異常導致錫膏沒有熔化完整,可能是溫度沒有達到錫膏的熔點或者回流區(qū)的回流時間不足導致。解決辦法:工廠調(diào)整溫度曲線,冷卻過程中,減少振動。
不良癥狀④:氣泡
氣泡(或稱氣孔)并非絕對的不良現(xiàn)象,但如果氣泡過大,易導致品質(zhì)問題,氣泡的允收都有IPC標準。氣泡主要是由盲孔內(nèi)藏的空氣在焊接過程中沒有及時排出導致。 解決方法:要求工廠用X-Ray檢查原材料內(nèi)部有無孔隙,調(diào)整溫度曲線。不良癥狀⑤:錫球開裂
不良癥狀⑥:臟污
焊盤臟污或者有殘留異物,可能因生產(chǎn)過程中環(huán)境保護不力導致焊盤上有異物或者焊盤臟污導致焊接不良。除上面幾點外,還有: ①結(jié)晶破裂(焊點表面呈玻璃裂痕狀態(tài)); ②偏移(BGA焊點與PCB焊盤錯位); ③濺錫(在PCB表面有微小的錫球靠近或介于兩焊點間)等。
來源:面包板社區(qū)
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