消除smt焊接缺陷做到有的放矢

　　在SMT出產(chǎn)過程中，我們都但愿基板從貼裝工序開始，到焊接工序結(jié)束，質(zhì)量處于零缺陷狀態(tài)，但實際上這很難達到。因為SMT出產(chǎn)工序較多，不能保證每道工序不泛起一點點差錯，因此在SMT出產(chǎn)過程中我們會遇到一些焊接缺陷。這些焊接缺陷通常是由多種原因所造成的，對于每種缺陷，我們應(yīng)分析其產(chǎn)生的根本原因，這樣在消除這些缺陷時才能做到有的放矢。
　　橋 接
　　橋接常常泛起在引腳較密的IC上或間距較小的片狀元件間，這種缺陷在我們的檢修尺度中屬于重大不良，會嚴(yán)峻影響產(chǎn)品的電氣機能，所以必需要加以根除。
　　產(chǎn)生橋接的主要原因是因為焊膏過量或焊膏印刷后的錯位、塌邊。
　　焊膏過量
　　焊膏過量是因為不恰當(dāng)?shù)哪０搴穸燃伴_孔尺寸造成的。通常情況下，我們選擇使用0.15mm厚度的模板。而開孔尺寸由最小引腳或片狀元件間距決定，如表1所示。
　　印刷錯位
　　在印刷引腳間距或片狀元件間距小于0.65mm的印制板時，應(yīng)采用光學(xué)定位，基準(zhǔn)點設(shè)在印制板對角線處。若不采用光學(xué)定位，將會由于定位誤差產(chǎn)生印刷錯位，從而產(chǎn)生橋接。
　　焊膏塌邊
　　造成焊膏塌邊的現(xiàn)象有以下三種
　　1.印刷塌邊
　　焊膏印刷時發(fā)生的塌邊。這與焊膏特性，模板、印刷參數(shù)設(shè)定有很大關(guān)系：焊膏的粘度較低，保形性不好，印刷后輕易塌邊、橋接；模板孔壁若粗拙不平，印出的焊膏也輕易發(fā)生塌邊、橋接；過大的刮刀壓力會對焊膏產(chǎn)生比較大的沖擊力，焊膏形狀被破壞，發(fā)生塌邊的概率也大大增加。
　　對策：選擇粘度較高的焊膏；采用激光切割模板；降低刮刀壓力。
　　2.貼裝時的塌邊
　　當(dāng)貼片機在貼裝SOP、QFP類集成電路時，其貼裝壓力要設(shè)定恰當(dāng)。壓力過大會使焊膏形狀變化而發(fā)生塌邊。
　　對策：調(diào)整貼裝壓力并設(shè)定包含元件本身厚度在內(nèi)的貼裝吸嘴的下降位置。
　　3.焊接加熱時的塌邊
　　在焊接加熱時也會發(fā)生塌邊。當(dāng)印制板組件在快速升溫時，焊膏中的溶劑成分就會揮發(fā)出來，假如揮發(fā)速渡過快，會將焊料顆粒擠出焊區(qū)，形成加熱時的塌邊。
　　對策：設(shè)置適當(dāng)?shù)暮附訙囟惹€（溫度、時間），并要防止傳送帶的機械振動。
　　焊錫球
　　焊錫球也是回流焊接中常常遇到的一個題目。通常片狀元件側(cè)面或細(xì)間距引腳之間經(jīng)常泛起焊錫球。
　　焊錫球多因為焊接過程中加熱的急速造成焊料的飛散所致。除了與前面提到的印刷錯位、塌邊有關(guān)外，還與焊膏粘度、焊膏氧化程度、焊料顆粒的粗細(xì)（粒度）、助焊劑活性等有關(guān)。
　　1.焊膏粘度
　　粘度效果較好的焊膏，其粘接力會抵消加熱時排放溶劑的沖擊力，可以阻止焊膏塌落。
　　2.焊膏氧化程度
　　焊膏接觸空氣后，焊料顆粒表面可能產(chǎn)生氧化，而實驗證實焊錫球的發(fā)生率與焊膏氧化物的百分率咸正比。一般焊膏的氧化物應(yīng)控制在0.03％左右，最大值不要超過0.15％。
　　3.焊料顆粒的粗細(xì)
　　焊料顆粒的平均性不一致，若其中含有大量的20μm以下的粒子，這些粒子的相對面積較大，極易氧化，最易形成焊錫球。另外在溶劑揮發(fā)過程中，也極易將這些小粒子從焊盤上沖走，增加焊錫球產(chǎn)生的機會。一般要求25um以下粒子數(shù)不得超過焊料顆粒總數(shù)的5％。
　　4.焊膏吸濕
　　這種情況可分為兩類：焊膏使用前從冰箱拿出后立刻開蓋致使水汽凝聚；再流焊接前干燥不充分殘留溶劑，焊膏在焊接加熱時引起溶劑、水分的沸起飛濺，將焊料顆粒濺射到印制板上形成焊錫球。根據(jù)這兩種不同情況，我們可采取以下兩種不同措施：
　　（1）焊膏從冰箱中掏出，不應(yīng)立刻開蓋，而應(yīng)在室溫下回溫，待溫度不亂后開蓋使用。
　　（2）調(diào)整回流焊接溫度曲線，使焊膏焊接前得到充分的預(yù)熱。
　　5.助焊劑活性
　　當(dāng)助焊劑活性較低時，也易產(chǎn)生焊錫球。免洗焊錫的活性一般比松香型和水溶型焊膏的活性稍低，在使用時應(yīng)留意其焊錫球的天生情況。
　　6.網(wǎng)板開孔
　　合適的模板開孔外形及尺寸也會減少焊錫球的產(chǎn)生。一般地，模板開孔的尺寸應(yīng)比相對應(yīng)焊盤小10％，同時推薦采用如圖3列舉的一些模板開孔設(shè)計。
　　7.印制板清洗
　　印制板印錯后需清洗，若清洗不干凈，印制板表面和過孔內(nèi)就會有殘余的焊膏，焊接時就會形成焊錫球。因此要加強操縱員在出產(chǎn)過程中的責(zé)任心，嚴(yán)格按照工藝要求進行出產(chǎn)，加強工藝過程的質(zhì)量控制。
　　立 碑
　　在表面貼裝工藝的回流焊接過程中，貼片元件會產(chǎn)生因翹立而脫焊的缺陷，如圖4，人們形象地稱之為“立碑”現(xiàn)象（也有人稱之為“曼哈頓”現(xiàn)象）。
　　“立碑”現(xiàn)象常發(fā)生在CHIP元件（如貼片電容和貼片電阻）的回流焊接過程中，元件體積越小越輕易發(fā)生。特別是1005或更小釣0603貼片元件出產(chǎn)中，很難消除“立碑”現(xiàn)象。
　　“立碑”現(xiàn)象的產(chǎn)生是因為元件兩端焊盤上的焊膏在回流熔化時，元件兩個焊真?zhèn)€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。造成張力不平衡的因素也良多，下面遷就一些主要因素作扼要分析。
　　1.預(yù)熱期
　　當(dāng)預(yù)熱溫度設(shè)置較低、預(yù)熱時間設(shè)置較短，元件兩端焊膏不同時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”，因此要準(zhǔn)確設(shè)置預(yù)熱期工藝參數(shù)。根據(jù)我們的經(jīng)驗，預(yù)熱溫度一般150+10℃，時間為60-90秒左右。
　　2.焊盤尺寸
　　設(shè)計片狀電阻、電容焊盤時，應(yīng)嚴(yán)格保持其全面的對稱性，即焊盤圖形的外形與尺寸應(yīng)完全一致，以保證焊膏熔融時，作用于元件上焊點的協(xié)力為零，以利于形成理想的焊點。設(shè)計是制造過程的第一步，焊盤設(shè)計不當(dāng)可能是元件直立的主要原因。詳細(xì)的焊盤設(shè)計尺度可參閱IPC-782《表面貼裝設(shè)計與焊盤布局尺度入事實上，超過元件太多的焊盤可能答應(yīng)元件在焊錫潮濕過程中滑動，從而導(dǎo)致把元件拉出焊盤的一端。
　　對于小型片狀元件，為元件的一端設(shè)計不同的焊盤尺寸，或者將焊盤的一端連接到地線板上，也可能導(dǎo)致元件直立。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活動時間。在回流期間，元件簡直是飄浮在液體的焊錫上，當(dāng)焊錫固化時達到其終極位置。焊盤上不同的潮濕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間可以減少元件直立。
　　3.焊膏厚度
　　當(dāng)焊膏厚度變小時，立碑現(xiàn)象就會大幅減小。這是因為：（1）焊膏較薄，焊膏熔化時的表面張力隨之減小。（2）焊膏變薄，整個焊盤熱容量減小，兩個焊盤上焊膏同時熔化的概率大大增加。焊膏厚度是由模板厚度決定的，表2是使用o.1mm與0.2mm厚模板的立碑現(xiàn)象比較，采用的是1608元件。一般在使用1608以下元件時，推薦采用0.15mm以下模板。
　　4.貼裝偏移
　　一般情況下，貼裝時產(chǎn)生的元件偏移，在回流過程中會因為焊膏熔化時的表面張力拉動元件而自動糾正，我們稱之為“自適應(yīng)”，但偏移嚴(yán)峻，拉動反而會使元件立起產(chǎn)生“立碑”現(xiàn)象。這是由于：（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。
　　5.元件重量
　　較輕的元件“立碑”現(xiàn)象的發(fā)生率較高，這是由于不均衡的張力可以很輕易地拉動元件。所以在選取元件時如有可能，應(yīng)優(yōu)先選擇尺寸重量較大的元件。
　　關(guān)于這些焊接缺陷的解決措施良多，但往往相互制約。如進步預(yù)熱溫度可有效消除立碑，但卻有可能由于加熱速度變快而產(chǎn)生大量的焊錫球。因此在解決這些題目時應(yīng)從多個方面進行考慮，選擇一個折中方案。

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