回流焊常見(jiàn)的焊接缺陷及預防
在SMT制程中的回流焊接是非常重要而復雜的工序,由于在印刷工序和貼裝工序環(huán)節的操作不當等原因,加之回流焊接的參數設置不合理,就會(huì )出現很多常見(jiàn)的焊接缺陷,導致產(chǎn)品高的不良率,增加維修成本。
回流焊常見(jiàn)的焊接缺陷及預防
1、橋聯(lián):焊接加熱過(guò)程中也會(huì )產(chǎn)生焊料塌邊,這個(gè)情況出現在預熱和主加熱兩種場(chǎng)合,當預熱溫度在幾十至一百范圍內,作為焊料中成分之一的溶劑即會(huì )降低粘度而流出,如果其流出的趨勢十分強烈,會(huì )同時(shí)將焊料顆粒擠出焊區外形成含金顆粒,在溶融時(shí)如不能返回到焊區內,也會(huì )形成滯留焊料球。
預防:產(chǎn)生橋接的主要原因是由于焊膏過(guò)量或焊膏印刷后的錯位、塌邊。
(1)在印刷時(shí)可選擇使用0.15mm厚度的模板,而開(kāi)孔尺寸由最小引腳或片狀元件間距決定。
(2)在印刷引腳間距或片狀元件間距小于0.65mm的印制板時(shí),應采用光學(xué)定位,基準點(diǎn)設在印制板對角線(xiàn)處。若不采用光學(xué)定位,將會(huì )因為定位誤差產(chǎn)生印刷錯位,從而產(chǎn)生橋接。
(3)為了預防塌邊,要選擇粘度較高的焊膏;采用激光切割模板;降低刮刀壓力。調整貼裝壓力并設定包含元件本身厚度在內的貼裝吸嘴的下降位置。設置適當的焊接溫度曲線(xiàn)(溫度、時(shí)間),并要防止傳送帶的機械振動(dòng)。
2、錫球:錫球主要是焊接過(guò)程中加熱的急速造成焊料的飛散所致。與焊膏粘度、焊膏氧化程度、焊料顆粒的粗細(粒度)、助焊劑活性等有關(guān)。
預防:增加錫膏黏度,對于錫膏的氧化物應控制在0.03%左右,最大值不要超過(guò)0.15%。焊料顆粒的粗細一般要求25um以下粒子數不得超過(guò)焊料顆??倲档?%。調整回流焊接溫度曲線(xiàn),使焊膏焊接前得到充分的預熱。合適的模板開(kāi)孔形狀及尺寸也會(huì )減少焊錫球的產(chǎn)生。一般地,模板開(kāi)孔的尺寸應比相對應焊盤(pán)小10%。
3、立碑:片式元件在遭受急速加熱情況下發(fā)生的翹立。
預防:(1)選擇粘力強的焊料,焊料的印刷精度和元件的貼裝精度也需提高。
(2)元件的外部電極需要有良好的濕潤性濕潤穩定性。推薦:溫度400C以下,濕度70%RH以下,進(jìn)廠(chǎng)元件的使用期不可超過(guò)6個(gè)月。
(3)采用小的焊區寬度尺寸,以減少焊料溶融時(shí)對元件端部產(chǎn)生的表面張力。另外可適當減小焊料的印刷厚度,如選用100um。
(4)焊接溫度管理條件設定對元件翹立也是一個(gè)因素。通常的目標是加熱要均勻,特別是在元件兩連接端的焊接圓角形成之前,均衡加熱不可出現波動(dòng)。
4、冷焊:不完全回流會(huì )形成焊點(diǎn)。
預防:調整回流焊溫度曲線(xiàn),增加加熱區的預熱時(shí)間。
5、虛焊:是指在生產(chǎn)過(guò)程中的,因生產(chǎn)工藝不當引起的,時(shí)通時(shí)不通的不穩定狀態(tài); 另外一種是電器經(jīng)過(guò)長(cháng)期使用,一些發(fā)熱較嚴重的零件,其焊腳處的焊點(diǎn)極容易出現老化剝離現象所引起的。
預防:對于QFP芯片要注意保管好,防止引腳變形、氧化,焊接時(shí)預熱溫度不宜過(guò)高,加熱速度要恰當均勻。
6、爆米花現象:一些塑封型元器件由于吸潮而在焊接升溫時(shí),受熱膨脹,形成爆米花現象。
預防:注意保管,防止受潮,對有水汽的元器件進(jìn)行烘干再使用。
7、元器件偏移:在進(jìn)行回流焊過(guò)后會(huì )發(fā)現一些元器件偏移的現象。
預防:對于貼片機貼便的元器件,可調整貼片機貼裝精度和安放位置,更換粘接性強的新焊膏。如果是由于回流焊接的原因,這時(shí)要考慮回流焊爐內傳送帶上是否有震動(dòng)等影響,對回流焊爐時(shí)進(jìn)行檢驗。調整升溫曲線(xiàn)和預熱時(shí)間;消除傳送帶的震動(dòng);更換活性劑;調整焊膏的供給量。
8、PCB扭曲:PCB扭曲問(wèn)題是SMT大批量生產(chǎn)中經(jīng)常出現的問(wèn)題。
預防:(1)在價(jià)格和空間容許的情況下,選用質(zhì)量較好的PCB或增加PCB厚度,以取得最佳長(cháng)寬比。
(2)合理設計PCB,雙面銅箔面積均衡,在貼片前對PCB進(jìn)行預熱; 調整夾具或夾持距離,保證PCB受熱膨脹空間。
(3)焊接工藝溫度盡可能調低。
(4)已經(jīng)出現輕度扭曲時(shí),可以放在定位夾具中,升溫復位,以釋放應力。
回流焊接缺陷是由很多原因造成的,要想減少回流焊接缺陷,提高產(chǎn)品良率,還需深入研究焊接工藝的方方面面。