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SMT貼片如何影響回流焊接質(zhì)量?

2020-11-16 17:08:05
回流焊是表面貼裝的關(guān)鍵工序之一,表面貼裝的質(zhì)量直接體現(xiàn)在回流焊結(jié)果的中上。然而,回流焊中的焊接質(zhì)量問題并不完全是由回流焊工藝引起的,因?yàn)榛亓骱纲|(zhì)量不僅與溫度曲線直接相關(guān),還與生產(chǎn)線設(shè)備條件、印刷電路板焊盤的可生產(chǎn)性設(shè)計、元件的可焊性、焊膏質(zhì)量、印刷電路板的加工質(zhì)量、每個表面貼裝工藝的工藝參數(shù),甚至操作人員的操作習(xí)慣密切相關(guān)。
(1)生產(chǎn)材料對回流焊質(zhì)量的影響。
(1)組件的影響。當(dāng)元件的焊接端子或引腳被氧化或污染時,回流焊時會出現(xiàn)潤濕不良、虛焊、空洞等焊接缺陷。元件共面性差也會導(dǎo)致虛焊等焊接缺陷。
PCB的影響。貼片的組裝質(zhì)量與印刷電路板焊盤設(shè)計有著直接而重要的關(guān)系。如果PCB焊盤設(shè)計正確,由于回流焊時熔融焊料的表面張力,可以校正少量歪斜;相反,如果PCB焊盤設(shè)計不正確,即使安裝位置非常準(zhǔn)確,回流焊后也會出現(xiàn)元器件位置偏差、架設(shè)等焊接缺陷。SMT組裝的質(zhì)量也與PCB焊盤的質(zhì)量有關(guān)。當(dāng)印刷電路板焊盤被氧化、污染或受潮時,回流焊過程中會出現(xiàn)潤濕不良、虛焊、焊球和空洞等焊接缺陷。
焊膏的影響。金屬粉的含量、金屬粉的含氧量、中焊膏的粘度、觸變性和印刷適性都有一定的要求。如果焊膏中金屬粉末的含量高,金屬粉末在回流和加熱時會隨著溶劑的蒸發(fā)而飛濺。如果金屬粉末含氧量高,也會加劇飛濺,形成焊球,同時會造成不潤濕等缺陷。此外,如果焊膏粘度過低或觸變性不好,印刷后焊膏圖案會塌陷甚至造成粘連,回流焊時會形成焊球、橋接等焊接缺陷。如果焊膏的印刷適性不好,印刷時焊膏只在模板上滑動,此時根本無法印刷焊膏。如果焊膏從中冰箱中取出直接使用,會導(dǎo)致水蒸氣凝結(jié)。當(dāng)溫度回流上升時,水蒸氣會蒸發(fā),帶出金屬粉末。在高溫下,水蒸氣會氧化飛濺金屬粉末形成焊球,也會造成潤濕性不好等問題。
SMT貼片如何影響回流焊質(zhì)量?
(2)生產(chǎn)設(shè)備對回流焊質(zhì)量的影響。回流焊的質(zhì)量與生產(chǎn)設(shè)備密切相關(guān)。影響回流焊質(zhì)量的主要因素如下:
印刷設(shè)備。印刷機(jī)的印刷精度和重復(fù)精度會對印刷結(jié)果起到一定的作用,最終影響回流焊的質(zhì)量;模板質(zhì)量最終會影響打印結(jié)果,也就是焊接質(zhì)量。模板厚度和開口尺寸決定焊膏的印刷量。焊膏過多會導(dǎo)致橋接,焊膏過少會導(dǎo)致焊料不足或虛焊。模板開口的形狀和平滑度也會影響印刷質(zhì)量。模板的開口必須有向下的喇叭口,否則脫模時焊膏會殘留在喇叭口的倒角處。
回流焊設(shè)備。回流焊爐的溫度控制精度應(yīng)達(dá)到(0.1 ~ 0.2)Y;回流爐輸送帶橫向溫差應(yīng)在5 Y以下,否則難以保證焊接質(zhì)量;回流輸送帶的寬度應(yīng)滿足最大印刷電路板尺寸的要求;中加熱區(qū)的長度越長,加熱區(qū),越多,就越容易調(diào)整溫度曲線。中和小批量生產(chǎn)選擇4 ~5個溫區(qū),加熱區(qū)長度約1.8 m,滿足要求。上下加熱器應(yīng)獨(dú)立控制溫度,便于調(diào)節(jié)和控制溫度曲線。回流焊爐的最高加熱溫度一般為300 -350??紤]無鉛焊料(3)生產(chǎn)對回流焊質(zhì)量的影響。
(1)印刷工藝的影響。印刷工藝參數(shù),如刮刀速度、刮刀壓力、刮刀與模板之間的角度、焊膏的粘度等,有一定的制約關(guān)系。因此,只有正確控制這些參數(shù),才能保證焊膏的印刷質(zhì)量,進(jìn)而保證焊接效果。回收焊膏的使用和管理、環(huán)境溫度、濕度和環(huán)境衛(wèi)生對焊點(diǎn)質(zhì)量有影響。回收焊膏和新焊膏應(yīng)分開存放。過高的環(huán)境溫度會降低焊膏的粘度;濕度過高時,焊膏會吸收空氣中的水分,而濕度過低時,會加速焊膏中溶劑的揮發(fā)。環(huán)境中混入焊膏的灰塵會造成焊點(diǎn)出現(xiàn)針孔。
貼裝工藝的影響。安裝的部件應(yīng)正確,否則產(chǎn)品焊接后不能通過測試。元件的安裝位置應(yīng)符合工藝要求,元件的焊接端子或引腳和焊盤的圖形應(yīng)盡可能以齊為中心。對于芯片元件,安裝時,其中一個焊接端子沒有焊接到焊盤上,這將導(dǎo)致回流焊接過程中的位移或豎立。對于IC器件,回流焊時的自-定位效應(yīng)很小,回流焊無法校正安裝偏移。因此,在安裝時,如果安裝位置超過允許偏差范圍,必須在回流焊爐焊接進(jìn)入前手動校正。貼片壓力應(yīng)合適。由于壓力不足,元件的焊料端子或引腳漂浮在焊膏表面,焊膏無法粘附在元件上,因此在轉(zhuǎn)移和回流焊過程中容易移動。另外,由于Z軸高度太高,粘貼時元器件從高處拋出,會造成粘貼的位置偏差;安裝壓力過大,焊膏擠出過多,容易造成焊膏粘連,回流時容易產(chǎn)生生橋連接,嚴(yán)重?fù)p壞元器件。
回流過程的影響?;亓骱笢囟惹€是保證回流焊質(zhì)量的關(guān)鍵,實(shí)際溫度曲線和焊膏溫度曲線的升溫速率和峰值溫度應(yīng)基本一致。如果加熱速度過快,一方面是元器件和PCB加熱過快,容易損壞元器件,造成PCB變形;另一方面,焊膏中溶劑的揮發(fā)速度加快,容易飛濺金屬成分,產(chǎn)生焊球。一般峰值溫度應(yīng)設(shè)定在比焊膏金屬熔點(diǎn)高30~40長,回流時間為30~60so。低峰值溫度或短回流時間會導(dǎo)致焊接不充分,嚴(yán)重時焊膏不會熔化。過高的峰值溫度或較長的回流時間會導(dǎo)致金屬粉末氧化,增加金屬間化合物的形成,使焊點(diǎn)變脆,影響焊點(diǎn)強(qiáng)度,甚至損壞元器件和PCB。
總之,從以上分析可以看出,回流焊質(zhì)量與PCB焊盤設(shè)計、元器件可焊性、焊膏質(zhì)量、PCB加工質(zhì)量、生產(chǎn)線設(shè)備、每個SMT工藝的工藝參數(shù),甚至操作人員的操作習(xí)慣都有著密切的關(guān)系。同時可以看出,PCB設(shè)計、PCB加工質(zhì)量、元器件、焊膏質(zhì)量是保證回流焊質(zhì)量的基礎(chǔ),因?yàn)檫@些問題在生產(chǎn)過程中很難甚至不可能解決。所以,只要PCB設(shè)計正確,元器件和焊膏合格,回流焊質(zhì)量可以通過印刷、貼裝和各工序的工藝來控制。(3)生產(chǎn)對回流焊質(zhì)量的影響。
(1)印刷工藝的影響。印刷工藝參數(shù),如刮刀速度、刮刀壓力、刮刀與模板之間的角度、焊膏的粘度等,有一定的制約關(guān)系。因此,只有正確控制這些參數(shù),才能保證焊膏的印刷質(zhì)量,進(jìn)而保證焊接效果?;厥蘸父嗟氖褂煤凸芾?、環(huán)境溫度、濕度和環(huán)境衛(wèi)生對焊點(diǎn)質(zhì)量有影響?;厥蘸父嗪托潞父鄳?yīng)分開存放。過高的環(huán)境溫度會降低焊膏的粘度;濕度過高時,焊膏會吸收空氣中的水分,而濕度過低時,會加速焊膏中溶劑的揮發(fā)。環(huán)境中混入焊膏的灰塵會造成焊點(diǎn)出現(xiàn)針孔。
貼裝工藝的影響。安裝的部件應(yīng)正確,否則產(chǎn)品焊接后不能通過測試。元件的安裝位置應(yīng)符合工藝要求,元件的焊接端子或引腳和焊盤的圖形應(yīng)盡可能以齊為中心。對于芯片元件,安裝時,其中一個焊接端子沒有焊接到焊盤上,這將導(dǎo)致回流焊接過程中的位移或豎立。對于IC器件,回流焊時的自-定位效應(yīng)很小,回流焊無法校正安裝偏移。因此,在安裝時,如果安裝位置超過允許偏差范圍,必須在回流焊爐焊接進(jìn)入前手動校正。貼片壓力應(yīng)合適。由于壓力不足,元件的焊料端子或引腳漂浮在焊膏表面,焊膏無法粘附在元件上,因此在轉(zhuǎn)移和回流焊過程中容易移動。另外,由于Z軸高度太高,粘貼時元器件從高處拋出,會造成粘貼的位置偏差;安裝壓力過大,焊膏擠出過多,容易造成焊膏粘連,回流時容易產(chǎn)生生橋連接,嚴(yán)重?fù)p壞元器件。
回流過程的影響。回流焊溫度曲線是保證回流焊質(zhì)量的關(guān)鍵,實(shí)際溫度曲線和焊膏溫度曲線的升溫速率和峰值溫度應(yīng)基本一致。如果加熱速度過快,一方面是元器件和PCB加熱過快,容易損壞元器件,造成PCB變形;另一方面,焊膏中溶劑的揮發(fā)速度加快,容易飛濺金屬成分,產(chǎn)生焊球。一般峰值溫度應(yīng)設(shè)定在比焊膏金屬熔點(diǎn)高30~40長,回流時間為30~60so。低峰值溫度或短回流時間會導(dǎo)致焊接不充分,嚴(yán)重時焊膏不會熔化。過高的峰值溫度或較長的回流時間會導(dǎo)致金屬粉末氧化,增加金屬間化合物的形成,使焊點(diǎn)變脆,影響焊點(diǎn)強(qiáng)度,甚至損壞元器件和PCB。
總之,從以上分析可以看出,回流焊質(zhì)量與PCB焊盤設(shè)計、元器件可焊性、焊膏質(zhì)量、PCB加工質(zhì)量、生產(chǎn)線設(shè)備、每個SMT工藝的工藝參數(shù),甚至操作人員的操作習(xí)慣都有著密切的關(guān)系。同時可以看出,PCB設(shè)計、PCB加工質(zhì)量、元器件、焊膏質(zhì)量是保證回流焊質(zhì)量的基礎(chǔ),因?yàn)檫@些問題在生產(chǎn)過程中很難甚至不可能解決。所以,只要PCB設(shè)計正確,元器件和焊膏合格,回流焊質(zhì)量可以通過印刷、貼裝和各工序的工藝來控制。

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