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SMT焊接质量缺陷━━━再流焊质量缺陷及解决办法

作者:admin    发布时间:2020-11-16 11:56     浏览次数 :


SMT焊接质量缺陷━━━再流焊质量缺陷及解决办法

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立碑现象再流焊中,片式元器件常出现立起的现象

产生的原因:立碑现象发生的根本原因是元件两边的润湿力不平衡,因而元件两端的力矩也不平衡,从而导致立碑现象的发生。

下列情况均会导致再流焊时元件两边的湿润力不平衡:

1.1 焊盘设计与布局不合理。如果焊盘设计与布局有以下缺陷,将会引起元件两边的湿润力不平衡。

1.1.1 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;

1.1.2 PCB表面各处的温差过大以致元件焊盘两边吸热不均匀;

1.1.3 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:改变焊盘设计与布局。

1.2 焊锡膏与焊锡膏印刷存在问题。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。两焊盘的焊锡膏印刷量不均匀,多的一边会因焊锡膏吸热量增多,融化时间滞后,以致湿润力不平衡。

解决办法:选用活性较高的焊锡膏,改善焊锡膏印刷参数,特别是模板的窗口尺寸。

1.3 贴片移位Z轴方向受力不均匀,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:调节贴片机工艺参数。

1.4 炉温曲线不正确,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。

解决办法:根据每种不同产品调节好适当的温度曲线。

1.5 氮气再流焊中的氧浓度。采取氮气保护再流焊会增加焊料的湿润力,但越来越多的例证说明,在氧气含量过低的情况下发生立碑的现象反而增多;通常认为氧含量控制在(100~500)×10的负6次方左右最为适宜。

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锡珠

锡珠是再流焊中常见的缺陷之一,它不仅影响外观而且会引起桥接。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;另一类出现在IC引脚四周,呈分散的小珠状。产生锡珠的原因很多,现分析如下:

2.1、温度曲线不正确。再流焊曲线可以分为4个区段,分别是预热、保温、再流和冷却.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,避免再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:注意升温速率,并采取适中的预热,使之有一个很好的平台使溶剂大部分挥发。

2.2 焊锡膏的质量

2.2.1 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。

2.2.2 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,如果没有确保恢复时间,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。

放在模板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。

解决办法:选择优质的焊锡膏,注意焊锡膏的保管与使用要求。

2.3、印刷与贴片

2.3.1 在焊锡膏的印刷工艺中,由于模板与焊盘对中会发生偏移,若偏移过大则会导致焊锡膏浸流到焊盘外,加热后容易出现锡珠。此外印刷工作环境不好也会导致锡珠的生成,理想的印刷环境温度为25±3℃,相对湿度为50℅~65℅。

解决办法:仔细调整模板的装夹,防止松动现象。改善印刷工作环境。

2.3.2 贴片过程中Z轴的压力也是引起锡珠的一项重要原因,却往往不引起人们的注意。部分贴片机Z轴头是依据元件的厚度来定位的,如Z轴高度调节不当,会引起元件贴到PCB上的一瞬间将焊锡膏挤压到焊盘外的现象,这部分焊锡膏会在焊接时形成锡珠。这种情况下产生的锡珠尺寸稍大。

解决办法:重新调节贴片机的Z轴高度。

2.3.3 模板的厚度与开口尺寸。模板厚度与开口尺寸过大,会导致焊锡膏用量增大,也会引起焊锡膏漫流到焊盘外,特别是用化学腐蚀方法制造的摸板。

解决办法:选用适当厚度的模板和开口尺寸的设计,一般模板开口面积为焊盘尺寸的90℅。

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芯吸现象

芯吸现象又称抽芯现象,是常见焊接缺陷之一,多见于气相再流焊。芯吸现象使焊料脱离焊盘而沿引脚上行到引脚与芯片本体之间,通常会形成严重的虚焊现象。产生的原因只要是由于元件引脚的导热率大,故升温迅速,以致焊料优先湿润引脚,焊料与引脚之间的湿润力远大于焊料与焊盘之间的湿润力,此外引脚的上翘更会加剧芯吸现象的发生。

解决办法:

3.1 对于气相再流焊应将SMA首先充分预热后再放入气相炉中;

3.2 应认真检查PCB焊盘的可焊性,可焊性不好的PCB不能用于生产;

3.3 充分重视元件的共面性,对共面性不好的器件也不能用于生产。

在红外再流焊中,PCB基材与焊料中的有机助焊剂是红外线良好的吸收介质,而引脚却能部分反射红外线,故相比而言焊料优先熔化,焊料与焊盘的湿润力就会大于焊料与引脚之间的湿润力,故焊料不会沿引脚上升,从而发生芯吸现象的概率就小得多。

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