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SMT焊接缺陷方式的剖析与解决

来源:    笔者:www.tianmao618.com    通告时间:2013-05-30 18:54    浏览量:0

       电子产品在焊接过程中经常会遇到不同之题目,有一些客户不太清楚时经常会怪电子设备不行,为了让用户能丰富掌握究竟为什么会发生那些不良现象,现转了一篇文章,途经我们的水利工程修正以后发表出来供大家分享,以丰厚大家提高自己之产品品质。
      表组装技术在减少电子产品体积、重和增长可靠性等方面的崛起优点,迎合了未来制造技术之要求。但是,要制定和选择适用于具体产品的外部组装工艺不是简单的作业,因为SMT艺术是涉及了多项技术之纷繁的安居工程,其中任何一项因素的改观均会影响电子产品的焊接质量。元器件焊点的焊接质量是直接影响印制电路组件(PWA)乃至一体化质量的重要性因素。他受广大指数的影响,如焊膏、基板、元器件可焊性、丝印、贴装精度以及焊接工艺等。咱在开展SMT工艺研究和生产中,查出合理的外部组装工艺技术在控制和增长SMT生产质量中起到第一的打算。本文就针对所遇到的几种典型焊接缺陷产生机理进行分析,并提出相应的解决方案。
几种典型焊接缺陷及解决办法:
1 碧波焊和回流焊中的锡球:
        锡球的生存表明工艺不完整正确,而且电子产品存在短路的安危,之所以需要排除。国际上对锡球存在认可标准是:印制电路组件在600范围内不能出现超过5个锡球。产生锡球的由来有多种,要求找到问题根源。
  1.1 碧波焊中的锡球
       碧波焊中常常出现锡球,着重原因有两地方:关键,焊接印制板时,印制板上通孔附近的水分因受热而成为蒸汽。如果孔壁金属镀层较薄或有空儿,水汽就会通过孔壁排除,如果孔内有焊料,顶焊料凝固时水汽就会在焊料内产生空隙(针眼),或挤出焊料在印制板正面产生锡球。老二,在印制板反面(即接触波峰的单方面)产生之锡球是出于波峰焊接中有的工艺参数设置不当而造成的。如果助焊剂涂覆量增加或预热温度设置过低,就可能影响焊剂内组成成分的蒸发,在印制板进入波峰时,剩下的焊剂受高温蒸发,副锡槽中溅出来,在印制板面上产生不规则的石材球。针对上述两个原因,咱利用以下相应的消灭办法:关键,交通孔内正好厚度的金属镀层是很重大的,孔壁上之铜材镀层最小应为25um,而且无空隙。老二,利用喷雾或发泡式涂覆助焊剂。发泡方式中,在调整助焊剂的条件含量时,应保持尽可能产生最小的血泡,泡沫与PCB接触面相对减少。先后三,碧波焊机预热区温度的安装应使线路板顶面的温度达到至少100°C。正好的预热温度不仅可消除焊料球,而且可以避免线路板受到热冲击而变形。
1.2 回流焊中的锡球
1.2.1 回流焊中锡球形成的生理
      回流焊接中出的锡球,常常藏于矩形片式元件两端之间的正面或细距引脚之间。在元件贴装过程中,焊膏被安放片式元件的引脚与焊盘之间,随着印制板穿过回流焊炉,焊膏熔化变成液体,如果与焊盘和器件引脚等润湿不良,液态焊锡会因收缩而使焊缝填充不充足,总体焊料颗粒不能聚合成一个焊点。有些液态焊锡会从焊缝流出,形成锡球。之所以,焊锡与焊盘和器件引脚润湿性差是导致锡球形成的重中之重原因。
1.2.2 原因分析与统制方法
    造成焊锡润湿性差的由来很多,以下主要分析与相关工艺有关的由来及解决办法:
    a)回流温度曲线设置不当。焊膏的回流是温度与时间之函数,如果未达到足够的温度或时间,焊膏就不会回流。预热区温度升高速度过快,抵达平顶温度的工夫过短,使焊膏内部的水分、溶剂未完全挥发出来,达到回流焊温区时,引起水分、溶剂沸腾,溅出焊锡球。推行证明,名将预热区温度的上升速度控制在1~4°C/s 是较出色的。
    b)如果总在同一位置上出现焊球,就有必不可少检查金属板设计结构。模板开口尺寸腐蚀精度达不到要求,对于焊盘大小偏大,以及表面材质较软(如铜模板),造成漏印焊膏的外形轮廓不明晰,互相桥连,这种状况多出现在对细间距器件的焊盘漏印时,回流焊后必然造成引脚间大量锡珠的产生。之所以,应针对焊盘图形的不同形状和骨干距,分选合适的模版材料及模板制作工艺来保证焊膏印刷质量。
    c)如果在贴片至回流焊的工夫过长,则因焊膏中焊料粒子的氧化,焊剂变质、冷水性降低,会导致焊膏不回流,焊球则会产生。公用工作寿命长一些之焊膏(咱觉得至少4小时),则会减轻这种影响。
    d)此外,焊膏印错的印制板清洗不充足,使焊膏残留于印制板表面及交通孔中。回流焊之前,把贴放之元器件重新对准、贴放,使漏印焊膏变形。这也是造成焊球的由来。
      之所以,应提高操作者和工艺人员在生养过程的事业心,严厉遵守工艺要求和规定行生产,提高工艺过程的质控制。
2 立片问题(蒙特利尔现象)
       圆浑片式元件的另一方面焊接在焊盘上,而另一头则翘立,这种情景就称为曼哈顿现象。引起该种情景主要原因是元件两端受热不平衡,焊膏熔化有次所致。在以下情况会造成元件两端热不平衡:
    a)有缺陷的部件排列方向设计。咱设想在再流焊炉中有一枝横跨炉子宽度之再流焊限线,一旦焊膏通过它就会立即熔化。分立式矩形元件的一个头头先通过再流焊限线,焊膏先熔化,总体浸润元件的金属表面,具有动态表面张力;而另一头未到达183°C液相温度,焊膏未熔化,只有焊剂的粘接力,该力远小于再流焊焊膏的辐射力,之所以,使未熔化端的部件端头向上直立。之所以,保持元件两端同时跻身再流焊限线,使两岸焊盘上的焊膏同时熔化,形成均衡的常态表面张力,才能保持元件位置不变。
    b)在开展汽相焊接时印制电路组件预热不充足。汽相焊是运用惰性液体蒸汽冷凝在元件引脚和PCB焊盘上时,自由出热量而熔化焊膏。汽相焊分平衡区和饱和蒸汽区,在饱和蒸汽区焊接温度高达217°C,在生养过程中我们发现,如果把焊组件预热不充足,经受一百多度的价差变化,汽相焊的汽化力容易将小于1206 封装尺寸的内涵式元件浮起,因而产生立片现象。咱通过将把焊组件在高低箱内以145°C-150°C的温度预热1-2分钟,接下来在汽相焊的平衡区内再预热 1分钟左右,末了缓慢进入饱和蒸汽区焊接,说到底消除了立片现象。
    c)焊盘设计质量的影响。若片式元件的组成部分焊盘大小不同或不对称,也会引起漏印的焊膏量不一致。小焊盘对温度响应快,人家上的焊膏易熔化,大焊盘则相反,之所以,顶小焊盘上的焊膏熔化后,在焊膏表面张力作用下,名将元件拉直竖起。焊盘的增幅或间隙过大,也都可能出现立片现象。严厉按规范规范进行焊盘设计是消灭该缺陷的必要条件。
3 细间距引脚桥接问题
        导致细间距元器件引脚桥接缺陷的重要性要素有:a)漏印的焊膏成型不佳;b)印制板上有缺陷的细间距引线制作;c)不适宜的回流焊温度曲线设置等。之所以,应从模板的制造、丝印工艺、2018最新注册送体验白菜等重要工序的质控制入手,尽可能避免桥接隐患。
3.1模板材料的挑选
       SMT工艺质量问题70%出自于印刷这道工序,而模板是不可或缺的重要性工装,直接影响印刷质量。一般说来我们采取的模版材料是铜板和不锈钢板。不锈钢板与铜板相比有较小的摩擦系数和较高的主体性,之所以在任何条件一定的情况下,更有利于焊膏脱模和焊膏成型。穿越0.5mm引脚中心距QFP208器件组装试验统计,因铜模板漏印不过关而造成的毛病数占器件总焊点数(208个)的20%控制;在任何条件一定的情况下,运用不锈钢模板漏印,造成的毛病率平均为3%。之所以,对引脚中心距为0.635mm以下的细间距元器件的印记,谈及必须采取不锈钢板的要求,厚度优选0.15mm~0.2mm。
3.2印刷锡膏过程工艺控制
       焊膏在开展回流焊之前,若出现坍塌,成型的焊膏图形边不明晰,在贴放元器件或进入回流焊预热区时,鉴于焊膏中的助焊剂软化,会造成引脚桥接。焊膏的坍塌是不恰当的焊膏材料和不宜的条件条件所致,如较高的低温会造成焊膏坍塌。在丝印工序中,咱通过以下工艺的调节,注意地掌握焊膏的流变特性,调减了坍塌。
    a)丝印细间距引线,一般说来选用厚度较薄的模版。为避免漏印的焊膏量偏少,所需的焊膏黏度应较低,这样焊膏流动性好,易漏印,而且模板与PCB脱模时不易带走焊膏,合同焊膏涂覆量。但同时为了保持焊膏印刷图形的优质形态,又要求较高的焊膏黏度。咱解决这一矛盾的措施是适用45-75um的更小粒度和球形颗粒焊膏。此外,在丝印时保持适度的环境温度,焊膏黏度与环境温度的渐进式表示如下:
    logu=A/T+B--(1)
    式中:u-粘度系数;
    A,B-数;
    T-零度。
     穿越上式可看出,温度越高,粘度越小。之所以,为获得较高的粘度,咱将环境温度控制20+3°C。
    b)宝刀的进度和压力也影响焊膏的流变特性,因为他们决定了焊膏所受的撤并速率和电力大小。焊膏黏度与分割速率的联系如图2所示。在焊膏类型和环境温度较合适的情况下,在刮刀压力一定的情况下,名将印刷速度调慢,可以保持焊膏黏度基本不变,这样供给焊膏的工夫加长,焊膏量就增加,而且有好的成型。此外,控制脱模速率的放慢和模板与PCB的最小间隙,也会在削减细间距引脚桥接方面起到良好的力量。根据我们采取的SP200型丝印机,咱觉得印刷细间距线较出色的手艺参数是:印刷速度保持在10mm/s-25mm/s;脱模速率控制在2s控制;模板与PCB的最小间隙小于等于0.2mm。
3.3 回流过程工艺控制
       细间距引线间的区间小、焊盘面积小、漏印的焊膏量较少,在焊接时,如果红外再流焊的预热区温度较高、岁月较长,则会有较多的商业化剂在到达回流焊峰值温度区域前就把耗尽。然而,只有当在股价区域内有雄厚的商业化剂释放被氧化的焊粒,使焊粒快速熔化,因而湿润金属引脚表面,才能形成良好的焊点。免清洗焊膏,电气化程度比要清洗的焊膏低,之所以如果预热温度和预热时间设置稍不适宜,便会出现焊接细间引线桥接现象。咱通过降低热温度和浓缩预热时间来支配焊膏中无剂的挥发,合同了免清冼焊膏在焊接温度区域之流动性和对金属引线表面的润湿性,调减了细间距线的桥接缺陷。

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