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当前位置: 首页 > 新闻动态 > 公司动态 影响SMT焊接质量的因素及改进措施
来源:宏迅电子 时间:2019-03-01 点击量:
随着经济和科学技术的不断发展与进步,人们对电子捕鱼大师注册送6元的要求越来越高,这些电子捕鱼大师注册送6元必须满足多功能、小型化、高密度、高性能、高质量的要求。焊接,在SMT(表面贴装技术)组装生产过程中起着至关重要的作用,直接决定组装电路板各组件之间的电气连接质量。所以,对于SMT行业而言,焊接的高质量是电子捕鱼大师注册送6元的根本保障。
然而,在实际生产中,焊接缺陷常常发生,特别是在回流焊接阶段。事实上,这些缺陷虽然在回流焊接阶段暴露出来,但是问题并非完全是由回流技术直接引起的,因为SMT焊接质量与PCB(印制电路板)焊盘的可制造性、钢网设计、元件和PCB焊盘可焊性、制造设备状态、焊料质量等因素密切相关,同时,也要考虑到每个组装环节的技术参数设定和生产线每个工人的操作技能和熟练程度。如下图所示,SMT组装通常包含以下程序:
此流程的每个环节都可能出现问题,最终影响SMT焊接质量。本文将会对可能影响SMT焊接质量的因素进行讨论和分析,以避免在实际生产制造中出现类似问题。
BOM(物料清单)准备
作为SMT组装中最重要的组成部分之一,BOM的质量和性能直接关系到回流焊接的质量。在准备BOM的时候,工作人员需要遵从以下原则,以便更好地为后续焊接做充分的准备。
a. 料件封装必须满足贴片机的自动安装要求
   每台机器都有各自的可承受参数范围,在实际生产之前务必要和组装生产商进行充分的沟通,获得设备精确的参数范围,这样才能保证料件顺利参与到生产流程中。例如,如果你的合作组装生产商采用的设备能够处理的元件最小封装是0201,那么,你的BOM中的01005就无法处理。
b. 料件图形必须满足自动SMT的要求,因为具有高尺寸精度的标准形状有利于自动SMT组装的顺利进行
c. 料件的可焊端和PCB焊盘的焊接质量应满足回流焊接的要求,并且料件和焊盘的可焊端要保证不受污染或氧化
   如果料件和PCB焊盘的可焊端受到氧化、污染或受潮,则可能会引起一些焊接错误,例如润湿不良、伪焊接、焊球或空焊。湿度传感器和PCB管理尤其,湿度传感器必须在真空包装后储存在干燥箱中,并且在下一次生产前必须进行烘烤。
PCB焊盘的可制造性设计
PCB设计质量是影响表面贴装质量的第一个因素。根据行业统计,在基板材料选择、元件布局、焊盘和散热焊盘设计、阻焊层设计、元件封装类型、组装方法、定位等因素中,70%到80%的组装制造缺陷来源于PCB设计。
对于焊盘设计正确的印制电路板,即使在表面贴装过程中出现小的偏斜,也可以在熔锡焊锡表面张力的作用下进行校正,这个过程被称为自动定位或自校正效果。但是,如果PCB焊盘设计不正确,即使组装位置非常精确,焊接缺陷仍然会出现,例如元件位置偏移和立碑。所以,SMT焊盘设计方面必须从以下方面着手。
● 焊盘对称性
  为了避免回流焊接后发生料件位置偏移或立碑问题,封装为0805或更低的芯片料件,其两端的焊盘应保持在焊盘尺寸、热吸收和散热能力方面的对称性,以维持熔融表面张力的平衡焊锡。如果一端在大铜箔上,则建议使用单线连接来连接大铜箔上的焊盘。
● 焊盘间距
  为了确保元件端部或引脚与焊盘之间适当的搭接尺寸,当焊盘之间的间距太大或太小时,则会引起焊接缺陷。
● 焊盘剩余尺寸
   焊盘的剩余尺寸必须确保料件端部或引脚与焊盘之间的搭接接头之后,焊点能够呈现弯月面形状。
● 焊盘宽度
   基本上来说,焊盘宽度应当与料件端部或引脚的宽度相一致。
● 通孔不得放置在焊盘上
  通孔若放在焊盘上,在回流焊过程中,熔锡可能沿通孔流走,造成伪焊接和锡不足,这样,就可能会流到板子的另一边引起短路。
锡膏印刷
锡膏印刷技术的应用主要是为了解决锡膏印刷量不相容的问题。根据行业统计,在印制电路板正确设计的前提下,60%的返修电路板是由锡膏印刷不良导致的。在锡膏印刷过程中,三个元素必须充分考虑:锡膏、钢网和刮刀。如果这三个元素在实际印刷过程中参数正确设置,那么就可以获得出色的印刷效果。
● 锡膏
作为回流焊接所必需的材料,锡膏是一种由合金粉末和助焊剂均匀混合的膏状焊料,其中合金粉末是焊点成分的关键元素。助焊剂是用来消除表面氧化,增加润湿性并确保锡膏质量的关键材料。从成分方面来说,一般说来,80%到90%的锡膏属于金属合金,而其体积占50%。
要保障锡膏在应用时达到最佳质量和状态,应该在两个方面努力:存储和应用。锡膏储存的温度通常在0到10℃之间,或者根据锡膏制造商要求的温度进行储存。因此,SMT组装车间应该配备专业的恒温锡膏保存箱,保障锡膏存储的固定空间和要求温度。在应用锡膏的时候,SMT组装车间的温度应当设置为25℃±3℃,湿度必须达到50%±10%。此外,锡膏回收时间必须达到4小时或更长,并且在其应用前必须进行充分搅拌以使其粘度具有优异的可印刷性。应用后,锡膏必须封盖妥善放置,并且回流焊接必须在锡膏印刷完毕后两小时内进行。
● 钢网
钢网的主要功能在于使锡膏能够均匀涂覆在PCB焊盘上。钢网对于印刷技术来说是必不可少的关键因子,其质量直接影响锡膏印刷的效果。到目前为止,钢网的生产方法有三种:化学蚀刻、激光切割和电镀。只有在充分考虑和适当处理以下几个方面之后才能保障钢网设计正确、妥当。
a. 钢网厚度
为了保证锡膏涂覆量和焊接质量,钢网表面必须平滑均匀,并且钢板厚度的选择应由引脚间距最小的元件决定。
b. 孔径设计
孔径是梯形截面孔,其开口呈喇叭状。孔径壁必须光滑、没有毛刺。
c. 防焊球处理
为了有效避免回流焊接后产生焊球,应当在封装尺寸为0603或以上芯片组件的钢网孔径上进行防焊球处理。对于焊盘过大的元件,建议使用网格分隔来阻止太多的锡产生。
d. 标记点
钢网的背面应该至少生成3个MARK点,并且钢网应该与PCB上的MARK点兼容。为了提高印刷精度,应该设置一对对角线距离最长的MARK点。
e. 印刷方向
印刷方向也是锡膏印刷过程中的关键控制点。在印刷方向确定的过程中,间距精细的元件不应太靠近传送轨道,否则,过多的锡可能会引起桥连。
● 刮刀
刮刀在一定程度上根据不同的硬度材料和形状对印刷质量产生影响。一般都是使用镀镍的钢刮刀,角度设置为60°;如果有通孔部件,建议使用45°的刮刀,以便增加通孔部件的上锡量。刮刀设置需要从印刷参数设置、设备准备性和PCB支持三个方面进行。
☆ 印刷参数
印刷参数主要包括刮刀移动速度、刮刀压力、钢网下降速度、钢网清洁模式和频率。刮刀角度、钢网粘度和锡膏粘度之间存在限制关系,因此只有正确设置这些参数才能保证锡膏的印刷质量。一般来说,刮刀运动速度低会导致锡膏厚度较大,可能出现模糊的锡膏形状。另外,极低的运动速度甚至会降低生产效率。相反,若刮刀运动速度较高,可能导致网孔中的锡膏填充不足。刮刀压力过高可能会导致锡膏不足并增加刮刀与钢网之间的磨损,而极低的压力会导致锡膏印刷不完整。因此,通常滚动的锡膏应尽可能提高刮刀运动速度。而且,刮刀压力应调整至获得较高的印刷质量的程度。
☆ 设备准确性
在印刷高密度、小空间捕鱼大师注册送6元的过程中,印刷精度和重复印刷精度会影响锡膏印刷的稳定性。
☆ PCB支持
PCB支持是锡膏印刷的重要调整内容。如果PCB缺乏有效的支撑或得到了不合适的支撑,厚度过高的锡膏或不均匀的锡膏。为了保证钢网和PCB之间的接近度,PCB支撑应该平坦而均匀地布置。
料件贴片
料件贴片的质量取决于三个要素:正确选择料件、准确放置和合适的组装压力。选择正确的料件是指料件必须符合BOM中的要求。准确放置意味着组装坐标必须正确,贴片机的精度必须能够保证组装稳定性并正确组装在焊盘上的元件。同时,为了确保料件的方向性正确,组装角度必须注意。合适的组装压力是指压制元件的厚度,决不能太小或太大。组装压力可以通过设置PCB厚度、料件封装厚度、喷嘴安装器压力和安装器Z轴调节来确定。
回流焊接
焊点的焊接质量在于回流焊温度曲线的正确设置。良好的回流焊曲线要求PCB上所有的安装元件必须具有优良的焊接和焊点,同时具有出色的外观和高品质。如果温度上升太快,一方面,元器件和PCB会受热太快,导致器件容易损坏、PCB变形;另一方面,锡膏中的溶剂挥发速度过快,金属化合物将作为镀锡球溅出。回流焊接温度峰值通常设定为高于焊膏熔点30℃至40℃。如果温度过高并且回流时间过长,则耐热组件或组件塑料将损坏。相反,由于锡膏不完全熔化,便会形成不可靠的焊点。为了提高焊接质量,阻止元器件氧化,可以采用氮气回流焊接。回流焊接温度曲线通常根据以下几个方面进行设置:
● 温度曲线可以根据锡膏推荐的温度曲线进行设置。锡膏成分决定其活化温度和熔点;
● 根据耐热组件和有价值组件的热性能参数,对于某些特殊组件,必须考虑最高焊接温度;
● 应根据PCB基材、尺寸、厚度和铜重进行设置;
● 应根据回流焊炉结构和温区长度进行设置,不同的回流炉应接受不同的设置。
影响SMT焊接质量的因素还有很多,包括元器件可焊性、PCB质量、PCB焊盘设计、锡膏质量、SMT组装设备情况、SMT每个环节的技术参数以及每个工人的操作技能等。在这些元素中,元件质量、锡膏以及PCB设计是保证回流焊接质量的基础,因为这些元件引发的焊接缺陷很难或不可能通过技术方案来解决。因此,提高焊接质量的优越性在于对材料质量和PCB焊盘设计的良好控制。
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