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工作中的高速贴片机(来源:华秋SMT) |
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现在,工程师做SMT贴片已经越来越方便,但是,对SMT中的各项工艺,作为工程师的你真的了解“透”了吗?本文整理了“五大SMT常见工艺缺陷”,帮你填坑,速速get吧~! |
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缺陷一:“立碑”现象 (即片式元器件发生“竖立”) |
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立碑现象发生主要原因是元件两端的湿润力不平衡,引发元件两端的力矩也不平衡,导致“立碑”。 |
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回流焊“立碑”现象动态图(来源网络) |
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什么情况会导致回流焊时元件两端湿润力不平衡,导致“立碑”? |
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①元件的两边焊盘之一与地线相连接或有一侧焊盘面积过大,焊盘两端热容量不均匀; |
②PCB表面各处的温差过大以致元件焊盘两边吸热不均匀; |
③大型器件QFP、BGA、散热器周围的小型片式元件焊盘两端会出现温度不均匀。 |
★解决办法:工程师调整焊盘设计和布局 |
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①焊锡膏的活性不高或元件的可焊性差,焊锡膏熔化后,表面张力不一样,将引起焊盘湿润力不平衡。②两焊盘的焊锡膏印刷量不均匀,一侧锡厚,拉力大,另一侧锡薄拉力小,致使元件一端被拉向一侧形成空焊,一端被拉起就形成立碑。 |
★解决办法:需要工厂选用活性较高的焊锡膏,改善焊锡膏印刷参数,特别是钢网的窗口尺寸会导致元件浸入到焊锡膏中的深度不均匀,熔化时会因时间差而导致两边的湿润力不平衡,如果元件贴片移位会直接导致立碑。 |
★解决办法:需要工厂调节贴片机工艺参数 |
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如果再流焊炉炉体过短和温区太少就会造成对PCB加热的工作曲线不正确,以致板面上湿差过大,从而造成湿润力不平衡。 |
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★解决办法:需要工厂根据每种不同产品调节好适当的温度曲线 |
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缺陷二:锡珠 |
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锡珠是回流焊中常见的缺陷之一,它不仅影响外观而且会引起桥接(下文会讲)。锡珠可分为两类:一类出现在片式元器件一侧,常为一个独立的大球状(如下图1);另一类出现在IC引脚四周,呈分散的小珠状。 |
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锡珠示意图1:位于元器件腰部一侧(来源网络) |
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锡珠产生的原因主要有以下几点:回流焊曲线可以分为预热、保温、回流和冷却4个区段。预热、保温的目的是为了使PCB表面温度在60~90s内升到150℃,并保温约90s,这不仅可以降低PCB及元件的热冲击,更主要是确保焊锡膏的溶剂能部分挥发,避免回流焊时因溶剂太多引起飞溅,造成焊锡膏冲出焊盘而形成锡珠。 |
★解决办法:工厂需注意升温速率,并采取适中的预热,使溶剂充分挥发 |
①焊锡膏中金属含量通常在(90±0.5)℅,金属含量过低会导致助焊剂成分过多,因此过多的助焊剂会因预热阶段不易挥发而引起飞珠; |
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②焊锡膏中水蒸气和氧含量增加也会引起飞珠。由于焊锡膏通常冷藏,当从冰箱中取出时,如果没有充分回温解冻并搅拌均匀,将会导致水蒸气进入;此外焊锡膏瓶的盖子每次使用后要盖紧,若没有及时盖严,也会导致水蒸气的进入; |
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③放在钢网上印制的焊锡膏在完工后,剩余的部分应另行处理,若再放回原来瓶中,会引起瓶中焊锡膏变质,也会产生锡珠; |
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★解决办法:要求工厂选择优质的焊锡膏,注意焊锡膏的保管与使用要求 |
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①印刷太厚,元件下压后多余锡膏溢流;②贴片压力太大,下压使锡膏塌陷到油墨上;③焊盘开口外形不好,未做防锡珠处理;④锡膏活性不好,干的太快,或有太多颗粒小的锡粉;⑤印刷偏移,使部分锡膏沾到PCB上;⑥刮刀速度过快,引起塌边不良,回流后导致产生锡球... |
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缺陷三:桥连 |
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桥连也是SMT生产中常见的缺陷之一,它会引起元件之间的短路,遇到桥连必须返修。 |
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BGA桥连示意图(来源网络) |
造成桥连的原因主要有: |
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①焊锡膏中金属含量偏高,特别是印刷时间过久,易出现金属含量增高,导致IC引脚桥连; |
②焊锡膏粘度低,预热后漫流到焊盘外;③焊锡膏塔落度差,预热后漫流到焊盘外;★解决办法:需要工厂调整焊锡膏配比或改用质量好的焊锡膏 |
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①印刷机重复精度差,对位不齐(钢网对位不准、PCB对位不准),导致焊锡膏印刷到焊盘外,尤其是细间距QFP焊盘;②钢网窗口尺寸与厚度设计失准以及PCB焊盘设计Sn-pb合金镀层不均匀,导致焊锡膏偏多; |
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★解决方法:需要工厂调整印刷机,改善PCB焊盘涂覆层; |
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焊锡膏受压后满流是生产中多见的原因,另外贴片精度不够会使元件出现移位、IC引脚变形等; |
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因素D:再流焊炉升温速度过快,焊锡膏中溶剂来不及挥发 |
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★解决办法:需要工厂调整贴片机Z轴高度及再流焊炉升温速度 |
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缺陷四:芯吸现象 |
芯吸现象,也称吸料现象、抽芯现象,是SMT常见的焊接缺陷之一,多见于气相回流焊中。焊料脱离焊盘沿引脚上行到引脚与芯片本体之间,导致严重的虚焊现象。 |
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产生原因↓: |