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寂寞到底 2003-01-17 02:44
表面贴装焊接的不良原因和防止对策


一、 润湿不良
润湿不良是指焊接过程中焊料和基板焊区,经浸润后不生成金属间的反应,而造成漏焊或少焊故障。其原因大多是焊区表面受到污染,或沾上阻焊剂,或是被接合物表面生成金属化合物层而引起的,例如银的表面有硫化物,锡的表面有氧化物等都会产生润湿不良。另外,焊料中残留的铝、锌、镉等超过0.005%时,由焊剂吸湿作用使活性程度降低,也可发生润湿不良。波峰焊接中,如有气体存在于基板表面,也易发生这一故障。因此除了要执行合适的焊接工艺外,对基板表面和元件表面要做好防污措施,选择合适的焊料,并设定合理的焊接温度与时间。

二、 桥联
桥联的发生原因,大多是焊料过量或焊料印刷后严重塌边,或是基板焊区尺寸超差,SMD贴装偏移等引起的,在SOP、QFP电路趋向微细化阶段,桥联会造成电气短路,影响产品使用。
作为改正措施 :
1、 要防止焊膏印刷时塌边不良。
2、 基板焊区的尺寸设定要符合设计要求。
3、 SMD的贴装位置要在规定的范围内。
4、 基板布线间隙,阻焊剂的涂敷精度,都必须符合规定要求。
5、 制订合适的焊接工艺参数,防止焊机传送带的机械性振动。

三、裂纹
焊接PCB在刚脱离焊区时,由于焊料和被接合件的热膨胀差异,在急冷或急热作用下,因凝固应力或收缩应力的影响,会使SMD基本产生微裂,焊接后的PCB,在冲切、运输过程中,也必须减少对SMD的冲击应力。弯曲应力。
表面贴装产品在设计时,就应考虑到缩小热膨胀的差距,正确设定加热等条件和冷却条件。选用延展性良好的焊料。


四、焊料球
焊料球的产生多发生在焊接过程中的加热急速而使焊料飞散所致,另外与焊料的印刷错位,塌边。污染等也有关系。
防止对策:
1.避免焊接加热中的过急不良,按设定的升温工艺进行焊接。
2.对焊料的印刷塌边,错位等不良品要删除。
3.焊膏的使用要符合要求,无吸湿不良。
4.按照焊接类型实施相应的预热工艺。
五、吊桥(曼哈顿)
吊桥不良是指元器件的一端离开焊区而向上方斜立或直立,产生的原因是加热速度过快,加热方向不均衡,焊膏的选择问题,焊接前的预热,以及焊区尺寸,SMD本身形状,润湿性有关。
防止对策:
1. SMD的保管要符合要求
2. 基板焊区长度的尺寸要适当制定。
3. 减少焊料熔融时对SMD端部产生的表面张力。
4. 焊料的印刷厚度尺寸要设定正确。
5. 采取合理的预热方式,实现焊接时的均匀加热。



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寂寞到底 2003-01-17 02:45
1 引言
表面组装技术在减小电子产品体积重量和提高可靠性方面的突出优点,迎合了未来战略武器洲际射程、机动发射、安全可靠、技术先进的特点对制造技术的要求。但是,要制定和选择适合于具体产品的表面组装工艺不是简单的事情,因为SMT技术是涉及了多项技术的复杂的系统工程,其中任何一项因素的改变均会影响电子产品的焊接质量。
元器件焊点的焊接质量是直接影响印制电路组件(PWA)乃至整机质量的关键因素。它受许多参数的影响,如焊膏、基板、元器件可焊性、丝印、贴装精度以及焊接工艺等。我们在进行SMT工艺研究和生产中,深知合理的表面组装工艺技术在控制和提高SMT生产质量中起到至关重要的作作。本文就针对所遇到的几种典型焊接缺陷产生机理进行分析,并提出相应的工艺方法来解决。

2 几种典型焊接缺陷及解决措施
2.1 波峰焊和回流焊中的锡球
锡球的存在表明工艺不完全正确,而且电子产品存在短路的危险,因此需要排除。国际上对锡球存在认可标准是:印制电路组件在600范围内不能出现超过5个锡球。产生锡球的原因有多种,需要找到问题根源。
2.1.1 波峰焊中的锡球
波峰焊中常常出现锡球,主要原因有两方面:第一,由于焊接印制板时,印制板上的通孔附近的水分受热而变成蒸汽。如果孔壁金属镀层较薄或有空隙,水汽就会通过孔壁排除,如果孔内有焊料,当焊料凝固时水汽就会在焊料内产生空隙(针眼),或挤出焊料在印制板正面产生锡球。第二,在印制板反面(即接触波峰的一面)产生的锡球是由于波峰焊接中一些工艺参数设置不当而造成的。如果助焊剂涂覆量增加或预热温度设置过低,就可能影响焊剂内组成成分的蒸发,在印制板进入波峰时,多余的焊剂受高温蒸发,将焊料从锡槽中溅出来,在印制板面上产生不规则的焊料球。
针对上述两面原因,我们采取以下相应的解决措施:第一,通孔内适当厚度的金属镀层是很关键的,孔壁上的铜镀层最小应为25um,而且无空隙。第二,使用喷雾或发泡式涂覆助焊剂。发泡方式中,在调节助焊剂的空气含量时,应保持尽可能产生最小的气泡,泡沫与PCB接触面相对减小。第三,波峰焊机预热区温度的设置应使线路板顶面的温度达到至少100°C。适当的预热温度不仅可消除焊料球,而且避免线路板受到热冲击而变形。
2.1.2 回流焊中的锡球
2.1.2.1 回流焊中锡球形成的机理
回流焊接中出的锡球,常常藏于矩形片式元件两端之间的侧面或细距引脚之间。在元件贴装过程中,焊膏被置于片式元件的引脚与焊盘之间,随着印制板穿过回流焊炉,焊膏熔化变成液体,如果与焊盘和器件引脚等润湿不良,液态焊锡会因收缩而使焊缝填充不充分,所有焊料颗粒不能聚合成一个焊点。部分液态焊锡会从焊缝流出,形成锡球。因此,焊锡与焊盘和器件引脚润湿性差是导致锡球形成的根本原因。
2.1.2.2 原因分析与控制方法
造成焊锡润湿性差的原因很多,以下主要分析与相关工艺有关的原因及解决措施:
a)回流温度曲线设置不当。焊膏的回流是温度与时间的函数,如果未到达足够的温度或时间,焊膏就不会回流。预热区温度上升速度过快,达到平顶温度的时间过短,使焊膏内部的水分、溶剂未完全挥发出来,到达回流焊温区时,引起水分、溶剂沸腾,溅出焊锡球。实践证明,将预热区温度的上升速度控制在1~4°C/s是较理想的。
b)如果总在同一位置上出现焊球,就有必要检查金属板设计结构。模板开口尺寸腐蚀精度达不到要求,对于焊盘大小偏大,以及表面材质较软(如铜模板),造成漏印焊膏的外形轮廓不清晰,互相桥连,这种情况多出现在对细间距器件的焊盘漏印时,回流焊后必然造成引脚间大量锡珠的产生。因此,应针对焊盘图形的不同形状和中心距,选择适宜的模板材料及模板制作工艺来保证焊膏印刷质量。
c)如果在贴片至回流焊的时间过长,则因焊膏中焊料粒子的氧化,焊剂变质、活性降低,会导致焊膏不回流,焊球则会产生。选用工作寿命长一些的焊膏(我们认为至少4小时),则会减轻这种影响。
d)另外,焊膏印错的印制板清洗不充分,使焊膏残留于印制板表面及通孔中。回流焊之前,被贴放的元器件重新对准、贴放,使漏印焊膏变形。这些也是造成焊球的原因。因此应加强操作者和工艺人员在生产过程的责任心,严格遵照工艺要求和操作规程行生产,加强工艺过程的质量控制。
2.2 立片问题(曼哈顿现象)
矩形片式元件的一端焊接在焊盘上,而另一端则翘立,这种现象就称为曼哈顿现象。引起该种现象主要原因是元件两端受热不均匀,焊膏熔化有先后所致。在以下情况会造成元件两端热不均匀:
a)有缺陷的元件排列方向设计。我们设想在再流焊炉中有一条横跨炉子宽度的再流焊限线,一旦焊膏通过它就会立即熔化,如图1所示。片式矩形元件的一个端头先通过再流焊限线,焊膏先熔化,完全浸润元件的金属表面,具有液态表面张力;而另一端未达到183°C液相温度,焊膏未熔化,只有焊剂的粘接力,该力远小于再流焊焊膏的表面张力,因而,使未熔化端的元件端头向上直立。因此,保持元件两端同时进入再流焊限线,使两端焊盘上的焊膏同时熔化,形成均衡的液态表面张力,保持元件位置不变。


b)在进行汽相焊接时印制电路组件预热不充分。汽相焊是利用惰性液体蒸汽冷凝在元件引脚和PCB焊盘上时,释放出热量而熔化焊膏。汽相焊分平衡区和饱和蒸汽区,在饱和蒸汽区焊接温度高达217°C,在生产过程中我们发现,如果被焊组件预热不充分,经受一百多度的温差变化,汽相焊的汽化力容易将小于1206封装尺寸的片式元件浮起,从而产生立片现象。我们通过将被焊组件在高低箱内以145°C-150°C的温度预热1-2分钟,然后在汽相焊的平衡区内再预热1分钟左右,最后缓慢进入饱和蒸汽区焊接消除了立片现象。
c)焊盘设计质量的影响。若片式元件的一对焊盘大小不同或不对称,也会引起漏印的焊膏量不一致,小焊盘对温度响应快,其上的焊膏易熔化,大焊盘则相反,所以,当小焊盘上的焊膏熔化后,在焊膏表面张力作用下,将元件拉直竖起。焊盘的宽度或间隙过大,也都可能出现立片现象。严格按标准规范进行焊盘设计是解决该缺陷的先决条件。
2.3 细间距引脚桥接问题
导致细间距元器件引脚桥接缺陷的主要因素有:a)漏印的焊膏成型不佳;b)印制板上有缺陷的细间距引线制作;c)不恰当的回流焊温度曲线设置等。因而,应从模板的制作、丝印工艺、回流焊工艺等关键工序的质量控制入手,尽可能避免桥接隐患。
2.3.1模板材料的选择
SMT工艺质量问题70%出至于印刷这到工序,而模板是必不可少的关键工装,直接影响印刷质量。通常我们使用的模板材料是铜板和不锈钢板,不锈钢板与铜板相比有较小的摩擦系数和较高的弹性,因此在其它条件一定的情况下,更有利于焊膏脱模和焊膏成型效果好。通过0.5mm引脚中心距QFP208器件组装试验统计,因铜模板漏印不合格而造成的疵点数占器件总焊点数(208个)的20%左右;在其它条件一定的情况下,利用不锈钢模板漏印,造成的疵点率平均为3%。因此,对引脚中心距为0.635mm以下的细间距元器件的印刷,提出必须采用不锈钢板的要求,厚度优选0.15mm~0.2mm.。
2.3.2丝印过程工艺控制
焊膏在进行回流焊之前,若出现坍塌,成型的焊膏图形边不清晰,在贴放元器件或进入回流焊预热区时,由于焊膏中的助焊剂软化,则会造成引脚桥接。焊膏的坍塌是由于使用了不合适的焊膏材料和不宜的环境条件,如较高的室温会造成焊膏坍塌。在丝印工序中,我们通过以下工艺的调整,小心地控制焊膏的流变特性,减少了坍塌。
a)丝印细间距引线,通常选用厚度较薄的模板,为避免漏印的焊膏量偏少,所需的焊膏黏度应较低,这样焊膏流动性好,易漏印,而且模板与PCB脱模时不易带走焊膏,保证焊膏涂覆量。但同时为了保持焊膏印刷图形的理想形态,又需要较高的焊膏黏度。我们解决这一矛盾的方法是选用45-75um的更小粒度和球形颗粒焊膏,如爱法公司的RMA390DH3型焊膏。另外,在丝印时保持适宜的环境温度,焊膏黏度与环境温度的关系式表示如下 :
logu=A/T+B ---------------(1)
式中:u —粘度系数;
A,B—常数
T—绝对温度。
通过上式可看出,温度越高,粘度越小。因此,为获得较高的粘度,我们将环境温度控制20+3°C。
b)刮刀的速度和压力也影响焊膏的流变特性。因为他们决定了焊膏所受的剪切速率和剪切力大小。焊膏黏度与剪切速率的关系如图2所示。在焊膏类型和环境温度较合适的情况下,在刮刀压力一定的情况下,将印刷速度调慢,可以保持焊膏黏度基本不变,这样供给焊膏的时间加长,焊膏量就增多,而且有好的成型。另外,控制脱模速率的减慢和模板与PCB的最小间隙,也会在减少细间距引脚桥接方面起到良好的效果。根据我们使用的SP200型丝印机,我们认为印刷细间距线较理想的工艺参数是:印刷速度保持在10mm/s-25mm/s;脱模速率控制在2s左右;模板与PCB的最小间隙小于等于0.2mm。



2.3.3 回流过程工艺控制
细间距引线间的间距小、焊盘面积小、漏印的焊膏量较少,在焊接时,如果红外再流焊的预热区温度较高、时间较长,会将较多的活化剂在达到回流焊峰值温度区域前就被耗尽。然而,只有当在峰值区域内有充足的活化剂释放被氧化的焊粒,使焊粒快速熔化,从而湿润金属引脚表面,形成良好的焊点。免清洗焊膏,活化程比要清洗的焊膏低,所以如果预热温度和预热时间设置稍不恰当,便会出现焊接细间引线桥接现象。我们通过降低热温度和缩短预热时间控制焊膏中活化剂的挥发,保证了免清冼焊膏在焊接温度区域的流动性和对金属引线表面的润湿性,减少了细间距线的桥接缺陷。针对细间距器件和阻容器件,我们采用的回流温度焊接曲线典型例图如图3所示。


3 结束语
随着表面组装技术更广泛、更深入的应用于各个领域,SMT焊接质量问题引起人们高度重视,SMT焊接质量与整个组装工艺流程各个环节密切相关,为了减少或避免上上述焊接缺陷的出现,不仅要提高工艺人员判断和解决这些问题能力,另外还要注重提高工艺质量控制技术、完善工艺管理,制定出有效的控制方法,才能提高SMT焊接质量,保证电子产品的最终质量。本文若有不对之处,请予以指正。

寂寞到底 2003-01-17 02:47
你已经检查了炉子、炉子的温度设定、锡膏和氮气浓度 - 为什么你还会遇到元件竖立(TOMBSTONING)的问题呢?

  问题:我遇到一个元件竖立的问题。板是组合板,(四合一)表面涂层是热风均涂的。通常,元件竖立发生在第一、第二或第四块板上。我是使用对流式炉子,装备有氮气气氛的能力,我检查了锡膏印刷、元件贴装和回流温度曲线 - 每一个看上去都可以。我尝试过关闭氮气,竖立现象消失了。当我在打开氮气时,最初几块板还可以,随后,大部分板都有元件竖立现象。我做错了什么吗?

  解答:虽然采用氮气强化的焊接气氛对焊接期间的湿润特性有好处,但是小元件的竖立现象经常与低氧水平有关。可是,温度曲线的其他特性、炉子的设定、传送带运作或装配特性都可能造成元件竖立。

  检查炉子、氮气和氧气
  在强制对流炉中的气流控制是非常重要的。如果从车间环境和/或炉子的挡帘损坏不小心带来了不希望的紊流,可能会给一些小元件增加竖立的可能性。取决于炉子的设计和气流的控制,整个其流速度可能太快。但是,更可能的是维护或炉子设定问题正造成一种不希望的炉子气流对装配的直接冲击。

  为了获得氮气增强湿润力的充分好处,经常把最大2000ppm或500ppm一种所希望的氧气最高水平。可是,一些设备使用氮气将氧气的浓度降低到100ppm - 这是一个没有必要的工艺。上面的问题是元件竖立只发生在使用氮气时,并且只是在特定的板上。这个事实说明湿润速度可能是足够快,但是在特定的焊盘上不足够 - 得到这样一个结论,该温度曲线可能需要关注一下。或许,提高氧气的浓度可以防止这个问题。

  在使用和不使用氮气流的情况下,给装配组合板作温度曲线,将热敏电偶放在竖立发生的位置,这样可能会有帮助。如果元件焊盘连接到地线板上,可能测到不均衡的加热。在这种情况下,给地线板增加限热装置解决问题的一个好方法,如果问题可以用温度调节来解决。

  可焊性问题
  记住,竖立是与湿润力和湿润速度的变化有关的 - 所有元件和板都应该展示足够的和持续的可能性能。可焊性问题经常被忽视,把机器的设定调过来调过去,认为是解决焊点缺陷问题的方法。可焊性对于0201和0402元件特别重要,因为湿润特性中很小的差异对这种元件都可能产生大的不同。在焊接端之间,任何可疑片状元件的相反端,任何大的温度或可焊性差异都可能造成竖立。

  阻焊层厚度的变化也是一个重要的,虽然经常被忽视的问题,它可能造成元件竖立 - 特别对于小的、轻微的元件。厚度的变化有时在热风均涂的阻焊层中遇到,有时可能造成焊盘之间的“跷跷板” - 将元件一端提高离开焊盘。竖立也和大型宽阔的焊盘有联系,这种焊盘可能允许元件在湿润期间移动,把一端移动脱离焊盘。

寂寞到底 2003-01-17 02:50
锡珠(Solder Balls):原因:1、丝印孔与焊盘不对位,印刷不精确,使锡膏弄脏PCB。 2、锡膏在氧化环境中暴露过多、吸空气中水份太多。3、加热不精确,太慢并不均匀。4、加热速率太快并预热区间太长。5、锡膏干得太快。6、助焊剂活性不够。7、太多颗粒小的锡粉。8、回流过程中助焊剂挥发性不适当。锡球的工艺认可标准是:当焊盘或印制导线的之间距离为0.13mm时,锡珠直径不能超过0.13mm,或者在600mm平方范围内不能出现超过五个锡珠。
锡桥(Bridging):一般来说,造成锡桥的因素就是由于锡膏太稀,包括 锡膏内金属或固体含量低、摇溶性低、锡膏容易榨开,锡膏颗粒太大、助焊剂表面张力太小。焊盘上太多锡膏,回流温度峰值太高等。
开路(Open):原因:1、锡膏量不够。2、元件引脚的共面性不够。3、锡湿不够(不够熔化、流动性不好),锡膏太稀引起锡流失。4、引脚吸锡(象灯芯草一样)或附近有连线孔。引脚的共面性对密间距和超密间距引脚元件特别重要,一个解决方法是在焊盘上预先上锡。引脚吸锡可以通过放慢加热速度和底面加热多、上面加热少来防止。也可以用一种浸湿速度较慢、活性温度高的助焊剂或者用一种Sn/Pb不同比例的阻滞熔化的锡膏来减少引脚吸锡。

寂寞到底 2003-01-17 03:34
  本文介绍,装配工艺从一个好的设计开始,但是它要求可靠的可焊接材料和勤快的设备维护。

  问题:是什么造成元件竖立(tombstoning)和怎样防止?
  答:在回流焊接期间,当片状元件的一端从相应的焊盘升起产生一个开路的时候,所形成的缺陷叫做元件竖立(tombstoning, drawbridging)。这个缺陷的主要原因是在回流过程中的表面张力与起作用的不平衡湿润(wetting)力。许多因素可以导致在焊接过程中片状元件两端的不平衡的湿润力。促进元件竖立的两个主要因素是:1)在焊盘上不同的湿润力和 2)元件焊盘的不适当设计。

  通常的疑点
  在一些情况中,不平衡的湿润力可能是元件或电路板端子可焊性特征不足的直接结果。锡膏沉淀块的体积不同,或者被氧化或者干燥的锡膏,也可能导致焊接条件不足。锡膏印刷工艺和设备可能是多种元件竖立情况的原因。充分的模板(stencil)预防性维护,保证可再生的和所希望的锡膏体积,在所有情况中都是重要的 - 特别当小的、离散元件使用时。

   设计是制造过程的第一步,焊盘设计可能是元件竖立的主要原因。较短、较宽的焊盘似乎比长而窄的焊盘更宽容。参阅IPC-782《表面贴装设计与焊盘布局标准》得到更详细的解释。事实上,超过元件太多的焊盘可能允许元件在焊锡湿润过程中滑动 - 把元件拉出一端的焊盘。

  对于小型离散片状元件,为元件的一端设计不同的焊盘尺寸,或者将焊盘的一端连接到地线板上,也可能导致元件竖立。不同焊盘尺寸的的使用可能造成不平衡的焊盘加热和锡膏流动时间。在回流期间,元件简直是飘浮在液体的焊锡上,当焊锡固化时达到其最终位置。焊盘上不同的湿润力可能造成附着力的缺乏和元件的旋转。在一些情况中,液化温度以上时间的延长可以减少元件竖立。演唱液化温度以上的时间可以在元件的焊盘之间得到更加均匀的温度。

  其他可能的疑点
  元件竖立的其他被引证的原因包括制造板的情况。元件下面不均匀的阻焊(solder mask)层厚度,可能把元件一端升起离开焊盘。焊盘上的阻焊也可能减少一端焊盘上的湿润。

  贴装工艺也可能是元件竖立缺陷的根源。元件在焊盘上的旋转错误和误放可能造成固化期间元件的移动。冲击式、加力的元件贴装可能不均匀地从下面的焊盘上挤压锡膏,在回流期间产生不均匀的湿润。例外,在贴装期间,装配的快速穿梭的加速与减速可能是元件移位,造成元件端子在板的焊盘上的不充分接触。

  结论
  和电子焊接工艺的许多特征一样,要求不断进化的材料、元件和设备,解决或消除一个缺陷不存在一个唯一的答案。对完善和持续的教育保持一个持之以恒的警觉态度才是成功的关键。

xifeng 2003-04-03 22:06
衷心感谢

duonike 2003-06-01 07:41
看看我写的!

smt 缺陷样样观。。以及对策。。(精华)
1 桥   联 引线线之间出现搭接的常见原因是端接头(或焊盘或导线)之间的间隔不够大。再流焊时,搭接可能由于焊膏厚度过大或合金含量过多引起的。另一个原因是焊膏塌落或焊膏黏度太小。波峰焊时,搭接可能与设计有关,如传送速度过慢、焊料波的形状不适当或焊料波中的油量不适当,或焊剂不够。焊剂的比重和预热温度也会对搭接有影响。桥联出现时应检测的项目与对策如表1所示。

表1 桥联出现时检测的项目与对策
检测项目1、印刷网版与基板之间是否有间隙
对 策 1、检查基板是否存在挠曲,如有挠曲可在再流焊炉内装上防变形机构;
    2、检查印刷机的基板顶持结构,使基板的保持状态与原平面一致;
    3、调整网版与板工作面的平行度。
检测项目2、对应网版面的刮刀工作面是否存在倾斜(不平行)
对 策 1、调整刮刀的平行度
检测项目3、刮刀的工作速度是否超速
对 策 1、重复调整刮刀速度(刮刀速度过快情况下的焊膏转移,会降低焊膏黏度而在焊膏恢复原有黏度前就执行脱版,将产生焊膏的塌边不良)
检测项目4、焊膏是否回流到网版的反面一测
对 策 1、网版开口部设计是否比基板焊区要略小一些;
    2、网版与基板间不可有间隙;3、是否过分强调使用微间隙组装用的焊膏,微间隙组装常选择粒度小的焊膏,如没必要,可更换焊膏。
检测项目5、印刷压力是否过高,有否刮刀切入网板开口部现象
对 策 1、聚酯型刮刀的工作部硬度要适中,太软易产生对网版开口部的切入不良;
    2、重新调整印刷压力。
检测项目6、印刷机的印刷条件是否合适
对 策 1、检测刮刀的工作角度,尽可能采用60度角。
检测项目7、每次供给的焊膏量是否适当
对 策 1、可调整印刷机的焊膏供给量。
2 焊 料 球 焊料球是由于焊膏因此的最普通的缺陷形式,其原因是焊料合金被氧化或者焊料合金过小,由焊膏中溶剂的沸腾而引起的焊料飞溅的场合也会出现焊料球缺陷,还有一种原因是存在有塌边缺陷,从而造成的焊料球。焊料球出现时应检测的项目与对策如表2所示。

表2 焊料球出现时检测的项目与对策

检测项目1、基板区是否有目测不到的焊料小球(焊料合金被氧化造成)
对 策 1、焊膏是否在再流焊过程中发生氧化。
检测项目2、焊膏的使用方法是否正确
对 策 1、检测焊膏性能
检测项目3、基板区是否有目测到的焊料小球(焊料塌边造成)
对 策 1、焊膏是否有塌边现象
检测项目4、刮刀的工作速度是否超速
对 策 1、重复调整刮刀速度(刮刀速度过快情况下的焊膏转移,会降低焊膏黏度而在焊膏恢复原有黏度前就执行脱版,将产生焊膏的塌边不良)
检测项目5、预热时间是否充分
对 策 1、活性剂从开始作用的80度温度到熔融的时间应控制在2min之内。
检测项目6、是否在离发生地较远的位置上发现焊料球(溶剂飞溅造成)
对 策 1、焊接工艺设定的温度曲线是否符合工艺要求,焊接预热不是充分,在找不到原因时,可对焊膏提出更换要求。

3 立   碑   片状元件常出现立起的现象,又称之为吊桥、曼哈顿现象。立碑缺陷发生的根本原因是元件两边的润湿力不平衡。主要与焊盘设计与布局不合理、焊膏与焊膏的印刷、贴片以及温度曲线有关。立碑缺陷出现时应检测的项目与对策如表3所示。

表3 立碑缺陷出现时检测的项目与对策

检测项目1、焊盘是否有一个与地线相连或有一侧焊盘面积过大
对 策 1、改善焊盘设计
检测项目2、焊膏的活性
对 策 1、按照表3的检测焊膏性能;
    2、采用氮气保护,氧含量控制在100×10-6左右。
检测项目3、焊膏的印刷量是否均匀
对 策 1、调整焊膏的印刷量,保证焊膏的印刷量均匀
检测项目4、Z轴受力是否均匀
对 策 1、调整印刷压力保证元件浸入焊膏深度相同。
4 位置偏移 这种缺陷可以怀疑是焊料润湿不良等综合性原因。先观察发生错位部位的焊接状态,如果是润湿状态良好情况下的错位,可考虑能否利用焊料表面张力的自调整效果来加以纠正,如果是润湿不良所致,要先解决不良状况。焊接状况良好时发生的元件错位,有下面二个因素:
① 在再流焊接之前,焊膏黏度不够或受其它外力影响发生错位。
② 在再流焊接过程中,焊料润湿性良好,且有足够的自调整效果,但发生错位,其原因可能是传送带上是否有震动等影响,对焊炉进行检验。发生这种情况下也可以从元件立碑缺陷产生的原因考虑。位置偏移缺陷出现时应检测的项目与对策如表4所示。

表4 位置偏移缺陷出现时检测的项目与对策
检测项目1、在再流焊炉的进口部元件的位置有没有错位
对 策 1、检验贴片机贴装精度,调整贴片机;
    2、检查焊膏的粘接性,如有问题,按表3检验;
    3、观察基板进入焊炉时的传送状况。
检测项目2、在再流焊过程中发生了元件的错位
对 策 1、检查升温曲线和预热时间是否符合规定;
    2、基板进入再流焊内是否存在震动等影响;
    3、预热时间是否过长,使活性剂失去作用,再检查升温曲线。
检测项目3、焊膏的印刷量是否过多
对 策 1、调整焊膏的印刷量
检测项目4、基板焊区设计是否正确
对 策 1、按焊区设计要求重新检查
检测项目5、焊膏的活性是否合格
对 策 1、可改变使用活性强的焊膏

5 芯吸现象 又称吸料现象又称抽芯现象,是常见的焊接缺陷之一,多见于气相再流焊中。这种缺陷是焊料脱离焊盘沿引脚上行到引脚与芯片本体之间,回形成严重的虚焊现象。通常原因是引脚的导热率过大,升温迅速,以致焊料优先润湿引脚,焊料与引脚之间的润湿力远大于焊料与焊盘之间的润湿力,引脚的上翘回更会加剧芯吸现象的发生。
解决办法是:先对SMA充分预热后在放如炉中焊接,应认真的检测和保证PCB焊盘的可焊性,元件的共面性不可忽视,对共面性不好的器件不应用于生产。
6 未 熔 融 未熔融的不良现象有两种:
① 在固定场所发生的未熔融,按表5进行检验;
② 发生的场所不固定,属随即发生按表3进行检验。

表5 固定场所发生未熔融缺陷时,所检验的项目

1、发生未熔融的元件是不是热容量大的元件;
2、是不是在基板的反面装载了热容量大的元件,形成导热障碍;
3、发生未熔融元件的四周是不是装载了热容量大的元件;
4、组装在基板端部的元件有没有发生未熔融;
5、在发生未熔融的部位有没有与基板地线或电源线路等热容量大的部件相连接;
6、未熔融的场所是不是属于隐蔽的部位,即对热风或红外线直接接触较困难的结构状态。

7 焊料不足 焊料不足缺陷的发生原因主要有两种:
① 在发生焊料不足的场所,焊料的润湿性非常好,完全不是焊接状态问题,仅仅表现为焊料较少,此时发生的原因是焊膏的印刷性能不好;
② 在发生焊料不足的场所,常常是同时引起焊料的润湿不良。
焊料不足缺陷产生时,所检验的项目如表6所示。

表6 焊料不足缺陷产生时,所检验的项目

检测项目1、刮刀将网版上的焊膏转移(印刷时),网板上有没有残留焊膏
对 策 1、确认印刷压力;
    2、设定基板、网板、刮刀的平行度。检测项目
检测项目2、印刷网板的开口部有没有被焊膏堵塞
对 策 1、当焊膏性能恶化会引起黏度上升,这时会同时带来润湿不良。也可根据表3的方法给予检验;
    2、焊膏印刷状态与开口部尺寸是不是吻合(特别注意到粉末大小黏度)。
检测项目3、网板开口部内壁面状态是否良好
对 策 1、要注意到用腐蚀方式成形的开口部内壁状态的检验,必要场合,应更换网板。
检测项目4、聚酯型刮刀的工作部硬度是否合适
对 策 1、刮刀工作部如果太软,印刷时会切入网板开口部挤走焊膏,这在开口部尺寸比较宽时特别明显。
检测项目5、焊膏的滚动性(转移性)是否正常
对 策 1、重设定印刷条件(特别是刮刀角度);
    2、在焊膏黏度上升时,如同时出现润湿不良,可按表3再检查了;
    3、检验对印刷机供给量的多或少。
8 润湿不良 当依靠焊料表面张力所产生自调整效果,包含沉入现象对元件的保持力失去作用时,就会发生错位、焊料不足、元件跌落、桥联等不良。也可以说是综合性不良。可按照表7进行检验。

表7 焊膏的检验项目

1、焊膏的密封保管状态是否符合要求;
2、焊膏的保管温度是否正确(5~10℃);
3、焊膏的使用期限是否超长(一般不超过进货后的二个月);
4、是否在使用前12小时将焊膏从冰箱中取出;
5、从冰箱取出后是否马上把盖子打开(如马上打开发生的结露会使水分进入焊膏);
6、一次未用完焊膏是否重复使用(再使用时,是否对其品质加以确认);
7、焊膏搅拌有否超时(二分钟之内)速度是否过快,过快会摩擦生热,引起化学反应;
8、从冰箱取出的焊膏是不是按原状用完了;
9、是不是在规定时间内用完;
10、焊膏装料容器的盖是否关闭好;
11、是否将装料容器盖附近的焊膏(沾上的)擦去。
9 其它缺陷 片式元器件开裂、焊点不光亮/残留物多、PCB扭曲、IC引脚焊接后开路/虚焊、引脚受损、污染物覆盖了焊盘、焊膏呈脚状

片式元器件开裂
产生原因:
① 对于MLCC类电容来说,其结构上存在着很大的脆弱性,通常MLCC是由多层陶瓷电容叠加而成,强度低,极不耐受热与机械力的冲击。特别是在波峰焊中尤为明显;
② 贴片过程中,贴片机Z轴的吸放高度,特别是一些不具备Z轴软着陆功能的贴片机,吸放高度由片式元件的厚度而不是由压力传感器来决定,故元件厚度的公差会造成开裂;
③ PCB的挠曲应力,特别是焊接后,挠曲应力容易造成元件的开裂;
④ 一些拼板的PCB在分割时,会损坏元件。
预防办法是:认真调节焊接工艺曲线,特别是预热区温度不能过低;贴片时应认真调节提贴片机Z轴的吸放高度;应注意拼板割刀形状;PCB的挠曲度,特别是焊接后的挠曲度,应有针对性的校正,如是PCB板菜质量问题,需另重点考虑

blackwood 2003-06-25 13:18
不錯的

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