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PCB線路板零件掉落 該如何著手分析

2020-10-15 18:04:37
PCB零件的掉落似乎是很多工藝和品控工程師的夢想,但每個人遇到的問題是不一樣的。鑒于很多人遇到這樣的問題,大多不知道從何下手分析,所以這里有分享一些方法和步驟供大家參考。
一般如果PCB零件掉了,問題大多與焊接質(zhì)量有關(guān),最終答案無非是以下一種,或者兩種以上結(jié)果的混合:
板子表面處理有問題。
零件焊腳的表面處理有問題。
板材或零件儲存條件差導致氧化。
回流溫度過程有問題。
焊接強度承受不了實際外力的影響。
分析印刷電路板零件跌落缺陷的幾個步驟;
以下是對車間零件投放的步驟分析,因為有些動作很難分成步驟,但有些步驟似乎與其他步驟有關(guān)。
第一步是獲取信息
這個很重要。如果出處不對,再精彩也是枉然。
請首先與問題響應者確認對不良現(xiàn)象的描述,并嘗試先查詢以下信息:
有什么問題?請盡量描述清楚不良現(xiàn)象。零件是在什么情況下掉落的?產(chǎn)品你墮落過嗎?在什么環(huán)境下(加油站、室外、室內(nèi)、空調(diào))?有沒有經(jīng)過什么特殊的測試(高低溫)?
問題出在客戶端嗎?還是在制作過程中?問題是在流程的哪個步驟出現(xiàn)或被發(fā)現(xiàn)的?
問題是什么時候出現(xiàn)的?是在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)的嗎?還是成品檢測的時候發(fā)現(xiàn)的?次品是否集中在同一個日期代碼中?
板材的表面處理是怎樣的?ENIG?OSP?HASL?ENIG會有黑鎳的問題,HASL會有二面壞錫吃的問題,OSP會有過期壞錫吃的問題。
板的厚度?0.8mm?1.0mm?1.2毫米?1.6mm?板材越薄,變形和彎曲的幾率越大,出現(xiàn)裂錫問題的可能性越大。
零件焊腳的表面處理是怎樣的?啞光錫?鍍金?
焊膏的主要成分是什么?SAC305(錫、銀、銅)?SCN(錫、銅、鎳)?不同的焊膏熔點不同。
如果能調(diào)出當時的回流測量曲線最好。
PCBA加工
第二步,獲取不良品,保留證據(jù)供后續(xù)分析
請獲取有缺陷的印刷電路板。如果零件已經(jīng)完全脫落,最好獲取脫落的零件,以便對照組進行完整的分析。如果有一個以上的次品,能得到的越多越好。
第三步是檢查印刷電路板的可焊性
拿到次品后,同時檢查PCB和零件引腳的可焊性,觀察兩者的區(qū)別。檢查焊接性時,建議在顯微鏡下觀察,通過對比可以看出一些細微的問題。
有必要檢查錫焊料是否耐焊接或脫焊。這些問題通常是由于PCB表面處理不好或者PCB存放環(huán)境不好,導致焊盤氧化造成的。
當然,有時候會出現(xiàn)回流焊爐溫度不夠的問題,導致焊接失敗。這時候可以用烙鐵試試看焊盤能不能吃錫如果烙鐵吃不了錫,那幾乎可以判斷為PCB本身。
請注意:一些噴涂錫板使用錫銅鎳(SCN) 成分,其熔點比SAC305高10。熔點為217攝氏度;熔點為227攝氏度.
如果可以進一步消除PCB電路板存放條件不好導致的氧化,可以直接邀請PCB供應商參觀產(chǎn)品,或者將PCB退回供應商進行分析處理。
如有爭議,可先測量表面處理的厚度。一般情況下,ENIG應檢查金層和鎳層的厚度;而HASL應該檢查錫,噴霧的厚度,OSP會直接檢查是否有氧化。
如果還有爭議,就要做一個切片詳細分析。
步驟4,檢查掉落零件腳的可焊性
建議在顯微鏡下觀察零件腳的焊接錫,這樣可以看到一些肉眼看不到的細微現(xiàn)象。
為了查看零件腳是否能很好地吃錫,建議檢查零件腳的涂層成分,以查看熔化錫溫度是否符合回流焊爐的溫度。部分濺射有銀鍍層的零件僅附著在零件表面,銀成分容易被SAC  錫糊吃掉,導致焊接強度降低的問題。
請注意,一些零件的腳的切割面會有暴露在銅中且未電鍍的區(qū)域。這個地方通常很難吃到錫,但它通常被設計在不需要或不重要錫的地方。你不必在QFN這邊吃錫。
步驟5,檢查掉落的零件腳是否與焊墊一起抬起
如果印刷電路板和零件引腳的可焊性沒有問題,則需要檢查印刷電路板上的焊盤/焊盤是否也與掉落的零件引腳分離或連接。如果是,可以進一步確認零件與PCB的焊接良好,可以證明回流焊沒有錯。
如果焊盤沒有被掉落的零件帶走,此時可以先檢查回流焊的溫度曲線是否符合錫糊的要求。如果有多余的不良品,最好試試看掉落的零件能否用烙鐵焊回PCB。如果可以焊回,就意味著可以加強溫度或者錫糊來克服這個問題。但是建議測試零件的推力,取確認沒有問題的板,與重新調(diào)整錫糊和溫度曲線的板比較推力。如果有區(qū)別,建議檢查一下PCB的表面處理。有時,表面處理不好會造成局部焊盤氧化,ENIG的表面處理可能有黑焊盤問題,HASL的第二面可能有IMC生成問題。
步驟6,檢查零件的下落部分
請在顯微鏡下觀察印刷電路板和零件腳的剝離表面,看看它們的橫截面是粗糙的還是光滑的表面。粗糙的表面通常被一次性外力剝離掉落;光滑的表面通常在長期振動下會破裂。如果是ENIG  PCB,可能是黑鎳導致它在鎳層上剝落。
步驟7:切片檢查IMC和EDX
如果以上步驟沒有辦法判斷掉件的問題,最后還是會做破壞性切片,建議切片時PCB和掉件都要做。
切片有兩個目的:
檢查是否產(chǎn)生內(nèi)??刂疲瑑?nèi)??刂剖欠窬鶆虍a(chǎn)生,做EDX,看是哪個內(nèi)模控制分量。無論內(nèi)??刂坪穸热绾?,如果內(nèi)模控制生長不均勻或局部不成形,都會降低焊接錫的強度,零件的推力也會降低。IMC生長不良的原因可能是氧化或溫度不足。
精準確認斷裂發(fā)生在哪一層。
如果斷裂點在IMC層,通常意味著焊接錫,沒有問題,但焊接錫的強度不足以應對外力的沖擊,這一般是社會規(guī)劃必須解決的問題。只有一些研發(fā)需要用底層填料或膠水加固BGA或零件。如果斷裂面不在IMC層,而是在印刷電路板端,它會偏向印刷電路板。反之,如果斷口在零件的末端,則偏向零件。

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