回流焊元件立碑形成原因解決

我們在過smt回流焊接出來的線路板經(jīng)常有線路板上的小貼片元件豎立的現(xiàn)象特別是體檢比較小的電阻和電容更容易樹立現(xiàn)象，我們smt專有名詞把元件樹立就是叫元件立碑。經(jīng)過廣晟德兩年的總結(jié)找出了一些解決元件立碑的辦法。在SMT工藝中回流焊接也是很重要的一環(huán)節(jié)，但在實(shí)際操作中我們經(jīng)常會(huì)看到有很多小的CHIP元器件特別是貼片電阻會(huì)出現(xiàn)貼片元件脫焊豎起了的立碑缺陷。

電阻立碑

這種“立碑”現(xiàn)象通常也就發(fā)生在CHIP元件(如貼片電容和貼片電阻)的回流焊接過程中，元件體積越小越容易發(fā)生，比如0603的元件和0402的元件出現(xiàn)的這種現(xiàn)象是最多的，這種現(xiàn)象出現(xiàn)的原因很多種，我們也很難徹底的消除“立碑”現(xiàn)象。但是我們可以做到把這種不良現(xiàn)象盡量降到最低。

電容立碑

SMT元件“立碑”的原因及解決方法：

“立碑”現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于元件兩端焊盤上的焊膏在回流爐里熔化時(shí)，元件兩個(gè)焊端的表面張力不平衡，張力較大的一端拉著元件沿其底部旋轉(zhuǎn)而致。造成這種張力不平衡的因素有很多種，下面將就一些主要照成這種不良的因素作簡要分析。

1、線路板焊盤的尺寸

設(shè)計(jì)片狀電阻、電容焊盤時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格保持其全面的對(duì)稱性，即焊盤圖形的形狀與尺寸應(yīng)完全一致，以保證焊膏熔融時(shí)，作用于元件上焊點(diǎn)的合力為零，以利于形成理想的焊點(diǎn)。設(shè)計(jì)是制造過程的第一步，焊盤設(shè)計(jì)不當(dāng)可能是元件豎立的主要原因。具體的焊盤設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)可參閱IPC-782《表面貼裝設(shè)計(jì)與焊盤布局標(biāo)準(zhǔn)》事實(shí)上，超過元件太多的焊盤可能允許元件在焊錫濕潤過程中滑動(dòng)，從而導(dǎo)致把元件拉出焊盤的一端。

對(duì)于小型片狀元件，為元件的一端設(shè)計(jì)不同的焊盤尺寸，或者將焊盤的一端連接到地線板上，也可能導(dǎo)致元件豎立。不同焊盤尺寸的的使用可能造成不平衡的焊盤加熱和錫膏流動(dòng)時(shí)間。在回流期間，元件簡直是飄浮在液體的焊錫上，當(dāng)焊錫固化時(shí)達(dá)到其最終位置。焊盤上不同的濕潤力可能造成附著力的缺乏和元件的旋轉(zhuǎn)。在一些情況中，延長液化溫度以上的時(shí)間可以減少元件豎立。

2、焊膏厚度

當(dāng)焊膏厚度變小時(shí)，立碑現(xiàn)象就會(huì)大幅減小。這是由于：

(1)焊膏較薄，焊膏熔化時(shí)的表面張力隨之減??；

(2)焊膏變薄，整個(gè)焊盤熱容量減小，兩個(gè)焊盤上焊膏同時(shí)熔化的概率大大增加。焊膏厚度是由模板厚度決定的。

3、線路板在貼片機(jī)貼裝時(shí)元件偏移

一般情況下，貼裝時(shí)產(chǎn)生的元件偏移，在回流過程中會(huì)由于焊膏熔化時(shí)的表面張力拉動(dòng)元件而自動(dòng)糾正,我們稱之為“自適應(yīng)”，但偏移嚴(yán)重，拉動(dòng)反而會(huì)使元件立起產(chǎn)生“立碑”現(xiàn)象。這是因?yàn)椋?1)與元件接觸較多的焊錫端得到更多熱容量，從而先熔化。(2)元件兩端與焊膏的粘力不同。所以應(yīng)調(diào)整好元件的貼片精度，避免產(chǎn)生較大的貼片偏差。

4、產(chǎn)品上元件的重量

較輕的元件“立碑”現(xiàn)象的發(fā)生率較高，這是因?yàn)椴痪獾膹埩梢院苋菀椎乩瓌?dòng)元件。所以在選取元件時(shí)如有可能，應(yīng)優(yōu)先選擇尺寸重量較大的元件。

5、產(chǎn)品在回流焊爐中的預(yù)熱期

當(dāng)預(yù)熱溫度設(shè)置較低、預(yù)熱時(shí)間設(shè)置較短，元件兩端焊膏不同時(shí)熔化的概率就大大增加，從而導(dǎo)致兩端張力不平衡形成“立碑”，因此要正確設(shè)置預(yù)熱期工藝參數(shù)。根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，預(yù)熱溫度一般150度正負(fù)10℃，時(shí)間為60-90秒左右。

造成“立碑”焊接缺陷的原因還有很多，解決這種焊接缺陷的措施也有很多，但往往解決的措施也會(huì)相互制約，如提高預(yù)熱溫度可有效消除立碑，但卻有可能因?yàn)榧訜崴俣茸兛於a(chǎn)生大量的焊錫球。因此在解決這些問題時(shí)應(yīng)從多個(gè)方面進(jìn)行考慮，選擇一個(gè)折衷方案，這一點(diǎn)我們只有在實(shí)際工作中根據(jù)不同的產(chǎn)品來實(shí)際設(shè)定調(diào)整，找到一個(gè)最合適的方法，我們應(yīng)切記。

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