PCBA加工過(guò)程中影響SMT焊接質(zhì)量的因素和改進(jìn)措施!
隨著(zhù)經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們對具有多功能,微型化,高密度,高性能和高質(zhì)量的電子產(chǎn)品提出了越來(lái)越高的要求。因此,對于PCBA加工行業(yè)而言,高焊接質(zhì)量是電子產(chǎn)品的生命保險。
為什么SMT焊接是電子產(chǎn)品拼裝過(guò)程中的重要環(huán)節之一。假如沒(méi)有相應的SMT焊接工藝質(zhì)量質(zhì)量保證,那么任何一個(gè)設計精良的電子設備都難以達到設計目標。因而,在焊接時(shí)要對焊點(diǎn)進(jìn)行嚴厲查看,防止呈現不合格焊點(diǎn)質(zhì)量問(wèn)題導致整個(gè)電子產(chǎn)品不合格。下面給大家介紹針對各種電子SMT焊接缺點(diǎn)問(wèn)題。
首先,在SMT焊接操作結束后,為了使產(chǎn)品具有可靠的功能,要對焊接質(zhì)量工作進(jìn)行查驗。焊接查驗一般是進(jìn)行外觀(guān)查驗,不只是查驗焊點(diǎn),還要查看焊點(diǎn)周?chē)臓顩r,例如因為焊接而派生出來(lái)的問(wèn)題。接線(xiàn)柱布線(xiàn)焊接的查驗,就是從焊接的狀況查起,查看所用導線(xiàn)的絕緣外皮有無(wú)破損,接線(xiàn)柱有無(wú)傷痕;鉤焊的導線(xiàn)鉤掛的彎曲程度和松緊狀況,各部位有無(wú)臟點(diǎn)等。電氣功能查看中發(fā)現的電子元器件功能損壞,有很多是因為焊接不良引起的。
終究,電子產(chǎn)品的焊接主要是用在電氣連接上。假如電氣連接有缺點(diǎn)的產(chǎn)品呈現問(wèn)題,必須進(jìn)行維修,排除其缺點(diǎn)。
然而,在實(shí)際制造中,通常會(huì )發(fā)生焊接缺陷,特別是在回流階段。實(shí)際上,此階段出現的焊接問(wèn)題并非完全由回流技術(shù)引起,因為SMT焊接質(zhì)量與PCB焊盤(pán)的可制造性,鋼網(wǎng)設計,組件和PCB焊盤(pán)的可焊性,制造設備狀態(tài),焊料質(zhì)量密切相關(guān)。每個(gè)環(huán)節的粘貼和技術(shù)參數以及每個(gè)工人的操作技能。
每個(gè)環(huán)節都可能出現問(wèn)題,從而影響SMT的焊接質(zhì)量。在本文中,將討論和分析可能影響SMT焊接質(zhì)量的元素,以避免在實(shí)際制造中出現類(lèi)似問(wèn)題。
BOM準備
作為SMT中最重要的復合材料之一,BOM的質(zhì)量和性能與回流焊接的質(zhì)量直接相關(guān)。具體來(lái)說(shuō),必須考慮以下方面:
1、組件包裝必須滿(mǎn)足安裝規程的自動(dòng)安裝要求。
2、零件圖形必須滿(mǎn)足自動(dòng)SMT的要求,因為它必須具有高尺寸精度的標準形狀。
3、組件的可焊端和PCB焊盤(pán)的焊接質(zhì)量應滿(mǎn)足回流焊的要求,并且組件和焊盤(pán)的可焊端不得被污染或氧化。如果組件和PCB焊盤(pán)的可焊接端遭受氧化,污染或潮濕,則可能會(huì )發(fā)生一些焊接缺陷,例如潤濕不良,偽焊接,焊珠或空腔。對于濕度傳感器和PCB管理尤其如此。濕度傳感器必須在真空包裝后存儲在干燥箱中,并且有必要在下一次制造之前進(jìn)行烘烤。
PCB焊盤(pán)的可制造性設計
SMT的水平取決于PCB設計質(zhì)量,并且是影響表面安裝質(zhì)量的第一要素?;趤?lái)自HP的統計,70%至80%的制造缺陷從派生PCB設計問(wèn)題在基板材料的選擇,換算元件布局,焊盤(pán)和導熱焊盤(pán)設計,焊料掩模設計,組件的封裝類(lèi)型,組件的方法,透射邊界,通過(guò)定位,光學(xué)定位點(diǎn),EMC(電磁兼容性)等。
對于具有正確焊盤(pán)設計的PCB,即使在表面安裝過(guò)程中發(fā)生了少許歪斜,也可以在熔融錫的表面張力的作用下對其進(jìn)行校正,這稱(chēng)為自動(dòng)定位或自校正效應。但是,如果PCB焊盤(pán)的設計不正確,即使安裝位置非常準確,焊接缺陷仍然會(huì )遇到,例如元件位置偏移和立碑。因此,在SMT焊盤(pán)設計方面必須仔細考慮以下方面。
1、焊盤(pán)的對稱(chēng)性。為了避免回流焊后的位置偏移和立碑問(wèn)題,對于0805及以下的芯片組件,兩端的焊盤(pán)在焊盤(pán)尺寸以及吸熱和散熱能力方面應保持對稱(chēng),以保持熔化表面張力的平衡。錫焊。如果一端在大銅箔上,建議使用單線(xiàn)連接來(lái)連接大銅箔上的焊盤(pán)。
2、焊盤(pán)之間的空間。為了確保組件末端或引腳與焊盤(pán)之間的搭接尺寸合適,當焊盤(pán)之間的空間太大或太小時(shí),往往會(huì )導致焊接缺陷。
3、焊盤(pán)的剩余尺寸必須確保組件末端或引腳與焊盤(pán)之間搭接后的彎月形焊接點(diǎn)。
4、焊盤(pán)的寬度應與組件末端或引腳的寬度基本兼容。
5、請勿在焊盤(pán)上放置通孔。否則,在回流焊接過(guò)程中,熔化的錫可能會(huì )沿著(zhù)通孔流走,從而導致偽焊接和錫不足。它可能會(huì )流到電路板的另一側,從而引起短路。
錫膏印刷
錫膏印刷技術(shù)的主要目的是解決與錫膏印刷量(錫膏的填充量和轉移量)不兼容的問(wèn)題。根據專(zhuān)業(yè)統計,在正確設計PCB的情況下,有60%的返工PCB是由于不良的錫膏印刷而導致的。在焊膏印刷中,必須記住三個(gè)重要的“ S”:焊膏,鋼網(wǎng)和刮板。如果選擇正確,則可獲得出色的印刷效果。
1、焊錫膏的質(zhì)量
作為回流焊接的必要材料,焊膏是一種由合金粉末和焊劑(松香,稀釋劑,穩定劑等)均勻混合而成的焊膏,其中合金粉末是構成焊點(diǎn)的關(guān)鍵元素。助焊劑是消除表面氧化,提高潤濕性和確保焊膏質(zhì)量的關(guān)鍵材料。就質(zhì)量而言,一般而言,80%至90%的焊膏屬于金屬合金,而占其體積的50%。焊膏質(zhì)量保障主要來(lái)自?xún)蓚€(gè)方面:存儲和應用。焊膏通常存儲在0到10℃之間,或者根據制造商的要求進(jìn)行存儲。對于其應用,SMT車(chē)間的溫度必須為25℃±3℃,濕度必須為50%±10%。而且,它的恢復時(shí)間必須為4小時(shí)以上,并且在使用前必須進(jìn)行充分攪拌,以使其粘度具有出色的適印性和脫模變形性。涂完錫膏后必須正確放置錫膏蓋,涂有錫膏的電路板必須在兩個(gè)小時(shí)內進(jìn)行回流焊接。
2、鋼網(wǎng)設計
鋼網(wǎng)的關(guān)鍵功能在于在PCB焊盤(pán)上均勻地涂上焊膏。鋼網(wǎng)是印刷技術(shù)中必不可少的,其質(zhì)量直接影響錫膏印刷的質(zhì)量。到目前為止,共有三種制造鋼網(wǎng)的方法:化學(xué)腐蝕,激光切割和電鍍。在以下方面得到充分考慮和適當處理之前,將無(wú)法確保模具設計。
3、鋼板的厚度
為了保證焊膏的數量和焊接質(zhì)量,鋼網(wǎng)的表面必須光滑且平整,鋼板厚度的選擇應由引腳之間間距最小的組件決定。
4、光圈設計
開(kāi)口為梯形截面孔,開(kāi)口為喇叭形。他們的墻壁光滑沒(méi)有毛刺。寬厚比=孔的寬度/鋼網(wǎng)的厚度(對于小間距QFP,IC);面積比=孔的基本面積/孔的壁面積(對于0201,BGA,CSP零件)。c.防焊球加工。在0603或以上CHIP組件的鋼網(wǎng)孔上實(shí)施的防焊球處理可有效避免回流后產(chǎn)生焊球。對于焊盤(pán)太大的組件,建議使用網(wǎng)格劃分以阻止過(guò)多的錫生成。d.標記。鋼網(wǎng)B側至少應產(chǎn)生3個(gè)MARK點(diǎn),并且鋼網(wǎng)應與PCB上的MARK兼容。為了增加印刷精度,應該有一對最長(cháng)對角線(xiàn)距離的MARK點(diǎn)。e。印刷方向。印刷方向也是一個(gè)關(guān)鍵的控制點(diǎn)。在確定印刷方向的過(guò)程中,彼此之間具有微小間距的組件不應太靠近導軌。否則,錫過(guò)多可能會(huì )導致橋接。
5、刮板機
刮板基于其不同的硬度材料和形狀,在某種程度上會(huì )影響印刷質(zhì)量。通常,使用帶有鍍鎳的鋼刮板,通常使用60°的刮板。如果有通孔組件,建議使用45°刮刀,以增加通孔組件上的錫含量。
6、印刷參數
印刷參數主要包括刮板速度,刮板壓力,鋼網(wǎng)向下釋放速度,鋼網(wǎng)清潔模式和頻率。刮刀和鋼網(wǎng)的角度與焊膏的粘度之間確實(shí)存在限制關(guān)系,因此只有正確控制這些參數,才能確保焊膏的印刷質(zhì)量。一般而言,刮刀的低速導致相對較高的印刷質(zhì)量,并且錫膏的形狀可能模糊。此外,極低的速度甚至降低了制造效率。相反,高速的刮刀可能會(huì )導致網(wǎng)孔中焊錫膏的填充不足。太高的刮刀壓力可能會(huì )導致錫不足,從而增加刮刀和鋼網(wǎng)之間的磨損,而極低的壓力則會(huì )導致焊膏印刷不完整。所以,正常滾動(dòng)錫膏時(shí),應盡可能提高速度。此外,應調節刮刀壓力以獲得高印刷質(zhì)量。極高的向下釋放速度可能會(huì )導致焊膏發(fā)冰或形成不良現象,而低速釋放會(huì )影響制造效率。不合適的鋼網(wǎng)清潔方式和頻率會(huì )導致鋼網(wǎng)清潔不完全,連續的錫電沉積或鋼網(wǎng)孔中錫的不足會(huì )導致狹窄空間的產(chǎn)品。極高的向下釋放速度可能會(huì )導致焊膏發(fā)冰或形成不良現象,而低速釋放會(huì )影響制造效率。不合適的鋼網(wǎng)清潔方式和頻率將導致鋼網(wǎng)清潔不完全,連續的錫電沉積或鋼網(wǎng)孔中錫的不足會(huì )導致狹窄空間的產(chǎn)品。極高的向下釋放速度可能會(huì )導致焊膏發(fā)冰或形成不良現象,而低速釋放會(huì )影響制造效率。不合適的鋼網(wǎng)清潔方式和頻率將導致鋼網(wǎng)清潔不完全,連續的錫電沉積或鋼網(wǎng)孔中錫的不足會(huì )導致狹窄空間的產(chǎn)品。
7、設備精度
在高密度,小空間的印刷產(chǎn)品中,印刷精度和重復印刷精度會(huì )影響錫膏印刷的穩定性。
8、PCB支持
PCB支持是焊膏印刷的重要調整內容。如果PCB缺乏有效的支撐或支撐不當,則應使用厚的焊膏或不均勻的焊膏。PCB支撐件應布置得平坦且均勻,以確保鋼網(wǎng)與PCB之間的緊密性。
元件安裝
組件安裝的質(zhì)量取決于三個(gè)要素:正確選擇組件,準確放置和合適的安裝壓力。正確選擇組件是指組件必須與BOM的要求兼容的事實(shí)。正確的放置意味著(zhù)必須正確安裝坐標,并且安裝規程的準確性必須確保安裝穩定性并正確安裝在焊盤(pán)上的組件。同時(shí),必須注意安裝角度,以確保組件的方向正確性。合適的安裝壓力是指組件的壓制厚度,并且決不能太小或太大??梢酝ㄟ^(guò)設置PCB厚度,組件封裝厚度,噴嘴的貼片機壓力和調節貼片機的Z軸來(lái)確定貼裝壓力。
回流焊
焊點(diǎn)的焊接質(zhì)量取決于回流焊溫度曲線(xiàn)的正確設置。良好的回流焊接曲線(xiàn)要求PCB上的所有安裝組件都必須接受出色的焊接,并且焊接點(diǎn)應兼具出色的外觀(guān)和高質(zhì)量。如果溫度升高太快,一方面,元件和PCB會(huì )受熱,以至于元件容易損壞并且PCB變形。另一方面,焊膏中的溶劑揮發(fā)太快,金屬復合物會(huì )濺出作為鍍錫球。通常將峰值溫度設置為比焊膏的熔點(diǎn)高30℃至40℃.如果溫度過(guò)高且回流時(shí)間過(guò)長(cháng),則會(huì )損壞耐熱組件或組件塑料。相反,焊錫膏不完全熔化會(huì )形成可靠的焊接點(diǎn)。為了提高焊接質(zhì)量并阻止組件氧化,可以應用氮氣回流焊接?;亓髑€(xiàn)通常根據以下方面進(jìn)行設置:
a.可以根據焊膏推薦的溫度曲線(xiàn)進(jìn)行設置。焊膏的成分決定了其活化溫度和熔點(diǎn)。
b.根據耐熱組件和貴重組件的熱性能參數,對于某些特殊組件,必須考慮最高焊接溫度。
c.應根據PCB基板的材料,尺寸,厚度和重量進(jìn)行設置。
d.應根據回流焊爐的結構和溫度區域的長(cháng)度進(jìn)行設置,并且不同的回流焊爐應具有不同的設置。
影響SMT焊接質(zhì)量的因素很多,包括元件的可焊性,PCB質(zhì)量,PCB焊盤(pán)設計,焊膏質(zhì)量,PCB的制造質(zhì)量,SMT制造設備狀況,SMT各個(gè)環(huán)節的技術(shù)參數以及每個(gè)工人的操作技能。。在這些要素中,組件,PCB和焊膏的質(zhì)量以及PCB設計對于回流焊接質(zhì)量保證至關(guān)重要,因為由這些要素導致的焊接缺陷很難或無(wú)法通過(guò)技術(shù)解決方案來(lái)解決。因此,提高卓越焊接質(zhì)量的首要條件在于對材料質(zhì)量的良好控制和出色的PCB焊盤(pán)設計。此外,焊膏印刷過(guò)程中各環(huán)節的技術(shù)參數。