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SMT 常見制程不良及解決方案 ＰＣＢ焊接不良SMT 常見制程不良及解決方案 SMT過程缺陷樣觀和對(duì)策 1橋 聯(lián) 引線線之間出現(xiàn)搭接的常見原因是端接頭（或焊盤或?qū)Ь�）之間的間隔不夠大。再流焊時(shí)，搭接可能由于焊膏厚度過大或合金含量過多引起的。另一個(gè)原因是焊膏塌落或焊膏黏度太小。波峰焊時(shí)，搭接可能與設(shè)計(jì)有關(guān)，如傳送速度過慢、焊料波的形狀不適當(dāng)或焊料波中的油量不適當(dāng)，或焊劑不夠。焊劑的比重和預(yù)熱溫度也會(huì)對(duì)搭接有影響。橋聯(lián)出現(xiàn)時(shí)應(yīng)檢測(cè)的項(xiàng)目與對(duì)策如表1所示。 表1 橋聯(lián)出現(xiàn)時(shí)檢測(cè)的項(xiàng)目與對(duì)策 檢測(cè)項(xiàng)目1、印刷網(wǎng)版與基板之間是否有間隙 對(duì) 策 1、檢查基板是否存在撓曲，如有撓曲可在再流焊爐內(nèi)裝上防變形機(jī)構(gòu)； 2、檢查印刷機(jī)的基板頂持結(jié)構(gòu)，使基板的保持狀態(tài)與原平面一致； 3、調(diào)整網(wǎng)版與板工作面的平行度。 檢測(cè)項(xiàng)目2、對(duì)應(yīng)網(wǎng)版面的刮刀工作面是否存在傾斜（不平行） 對(duì) 策 1、調(diào)整刮刀的平行度 檢測(cè)項(xiàng)目3、刮刀的工作速度是否超速 對(duì) 策 1、重復(fù)調(diào)整刮刀速度（刮刀速度過快情況下的焊膏轉(zhuǎn)移，會(huì)降低焊膏黏度而在焊膏恢復(fù)原有黏度前就執(zhí)行脫版，將產(chǎn)生焊膏的塌邊不良） 檢測(cè)項(xiàng)目4、焊膏是否回流到網(wǎng)版的反面一測(cè) 對(duì) 策 1、網(wǎng)版開口部設(shè)計(jì)是否比基板焊區(qū)要略小一些； 2、網(wǎng)版與基板間不可有間隙；3、是否過分強(qiáng)調(diào)使用微間隙組裝用的焊膏，微間隙組裝常選擇粒度小的焊膏，如沒必要，可更換焊膏。 檢測(cè)項(xiàng)目5、印刷壓力是否過高，有否刮刀切入網(wǎng)板開口部現(xiàn)象 對(duì) 策 1、聚酯型刮刀的工作部硬度要適中，太軟易產(chǎn)生對(duì)網(wǎng)版開口部的切入不良； 2、重新調(diào)整印刷壓力。 檢測(cè)項(xiàng)目6、印刷機(jī)的印刷條件是否合適 對(duì) 策 1、檢測(cè)刮刀的工作角度，盡可能采用60度角。 檢測(cè)項(xiàng)目7、每次供給的焊膏量是否適當(dāng) 對(duì) 策 1、可調(diào)整印刷機(jī)的焊膏供給量。
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過小，由焊膏中溶劑的沸騰而引起的焊料飛濺的場(chǎng)合也會(huì)出現(xiàn)焊料球缺陷，還有一種原因是存在有塌邊缺陷，從而造成的焊料球。焊料球出現(xiàn)時(shí)應(yīng)檢測(cè)的項(xiàng)目與對(duì)策如表2所示。 表2 焊料球出現(xiàn)時(shí)檢測(cè)的項(xiàng)目與對(duì)策 檢測(cè)項(xiàng)目1、基板區(qū)是否有目測(cè)不到的焊料小球（焊料合金被氧化造成） 對(duì) 策 1、焊膏是否在再流焊過程中發(fā)生氧化。 檢測(cè)項(xiàng)目2、焊膏的使用方法是否正確 對(duì) 策 1、檢測(cè)焊膏性能 檢測(cè)項(xiàng)目3、基板區(qū)是否有目測(cè)到的焊料小球（焊料塌邊造成） 對(duì) 策 1、焊膏是否有塌邊現(xiàn)象 檢測(cè)項(xiàng)目4、刮刀的工作速度是否超速 對(duì) 策 1、重復(fù)調(diào)整刮刀速度（刮刀速度過快情況下的焊膏轉(zhuǎn)移，會(huì)降低焊膏黏度而在焊膏恢復(fù)原有黏度前就執(zhí)行脫版，將產(chǎn)生焊膏的塌邊不良） 檢測(cè)項(xiàng)目5、預(yù)熱時(shí)間是否充分 對(duì) 策 1、活性劑從開始作用的80度溫度到熔融的時(shí)間應(yīng)控制在2min之內(nèi)。 檢測(cè)項(xiàng)目6、是否在離發(fā)生地較遠(yuǎn)的位置上發(fā)現(xiàn)焊料球（溶劑飛濺造成） 對(duì) 策 1、焊接工藝設(shè)定的溫度曲線是否符合工藝要求，焊接預(yù)熱不是充分，在找不到原因時(shí)，可對(duì)焊膏提出更換要求。 3 立 碑 片狀元件常出現(xiàn)立起的現(xiàn)象，又稱之為吊橋、曼哈頓現(xiàn)象。立碑缺陷發(fā)生的根本原因是元件兩邊的潤濕力不平衡。主要與焊盤設(shè)計(jì)與布局不合理、焊膏與焊膏的印刷、貼片以及溫度曲線有關(guān)。立碑缺陷出現(xiàn)時(shí)應(yīng)檢測(cè)的項(xiàng)目與對(duì)策如表3所示。 表3 立碑缺陷出現(xiàn)時(shí)檢測(cè)的項(xiàng)目與對(duì)策 檢測(cè)項(xiàng)目1、焊盤是否有一個(gè)與地線相連或有一側(cè)焊盤面積過大 對(duì) 策 1、改善焊盤設(shè)計(jì) 檢測(cè)項(xiàng)目2、焊膏的活性 對(duì) 策 1、按照表3的檢測(cè)焊膏性能； 2、采用氮?dú)獗Ｗo(hù)，氧含量控制在100×10-6左右。 檢測(cè)項(xiàng)目3、焊膏的印刷量是否均勻 對(duì) 策 1、調(diào)整焊膏的印刷量，保證焊膏的印刷量均勻 檢測(cè)項(xiàng)目4、Z軸受力是否均勻 對(duì) 策 1、調(diào)整印刷壓力保證元件浸入焊膏深度相同。 4 位置偏移 這種缺陷可以懷疑是焊料潤濕不良等綜合性原因。先觀察發(fā)生錯(cuò)位部位的焊接狀態(tài)，如果是潤濕狀態(tài)良好情況下的錯(cuò)位，可考慮能否利用焊料表面張力的自調(diào)整效果來加以糾正，如果是潤濕不良所致，要先解決不良狀況。焊接狀況良好時(shí)發(fā)生的元件錯(cuò)位，有下面二個(gè)因素： ① 在再流焊接之前，焊膏黏度不夠或受其它外力影響發(fā)生錯(cuò)位。 ② 在再流焊接過程中，焊料潤濕性良好，且有足夠的自調(diào)整效果，但發(fā)生錯(cuò)位，其原因可能是傳送帶上是否有震動(dòng)等影響，對(duì)焊爐進(jìn)行檢驗(yàn)。發(fā)生這種情況下也可以從元件立碑缺陷產(chǎn)生的原因考慮。位置偏移缺陷出現(xiàn)時(shí)應(yīng)檢測(cè)的項(xiàng)目與對(duì)策如表4所示。 表4 位置偏移缺陷出現(xiàn)時(shí)檢測(cè)的項(xiàng)目與對(duì)策 檢測(cè)項(xiàng)目1、在再流焊爐的進(jìn)口部元件的位置有沒有錯(cuò)位 對(duì) 策 1、檢驗(yàn)貼片機(jī)貼裝精度，調(diào)整貼片機(jī)； 2、檢查焊膏的粘接性，如有問題，按表3檢驗(yàn)； 3、觀察基板進(jìn)入焊爐時(shí)的傳送狀況。 檢測(cè)項(xiàng)目2、在再流焊過程中發(fā)生了元件的錯(cuò)位 對(duì) 策 1、檢查升溫曲線和預(yù)熱時(shí)間是否符合規(guī)定； 2、基板進(jìn)入再流焊內(nèi)是否存在震動(dòng)等影響； 3、預(yù)熱時(shí)間是否過長(zhǎng)，使活性劑失去作用，再檢查升溫曲線。 檢測(cè)項(xiàng)目3、焊膏的印刷量是否過多 對(duì) 策 1、調(diào)整焊膏的印刷量 檢測(cè)項(xiàng)目4、基板焊區(qū)設(shè)計(jì)是否正確 對(duì) 策 1、按焊區(qū)設(shè)計(jì)要求重新檢查 檢測(cè)項(xiàng)目5、焊膏的活性是否合格 對(duì) 策 1、可改變使用活性強(qiáng)的焊膏 5 芯吸現(xiàn)象 又稱吸料現(xiàn)象又稱抽芯現(xiàn)象，是常見的焊接缺陷之一，多見于氣相再流焊中。這種缺陷是焊料 脫離焊盤沿引腳上行到引腳與芯片本體之間，回形成嚴(yán)重的虛焊現(xiàn)象。通常原因是引腳的導(dǎo)熱率過大，升溫迅速，以致焊料優(yōu)先潤濕引腳，焊料與引腳之間的潤濕力遠(yuǎn)大于焊料與焊盤之間的潤濕力，引腳的上翹回更會(huì)加劇芯吸現(xiàn)象的發(fā)生。 解決辦法是：先對(duì)SMA充分預(yù)熱后在放如爐中焊接，應(yīng)認(rèn)真的檢測(cè)和保證PCB焊盤的可焊性，元件的共面性不可忽視，對(duì)共面性不好的器件不應(yīng)用于生產(chǎn)。 6 未 熔 融 未熔融的不良現(xiàn)象有兩種： ① 在固定場(chǎng)所發(fā)生的未熔融，按表5進(jìn)行檢驗(yàn)； ② 發(fā)生的場(chǎng)所不固定，屬隨即發(fā)生按表3進(jìn)行檢驗(yàn)。 表5 固定場(chǎng)所發(fā)生未熔融缺陷時(shí)，所檢驗(yàn)的項(xiàng)目 1、發(fā)生未熔融的元件是不是熱容量大的元件； 2、是不是在基板的反面裝載了熱容量大的元件，形成導(dǎo)熱障礙； 3、發(fā)生未熔融元件的四周是不是裝載了熱容量大的元件； 4、組裝在基板端部的元件有沒有發(fā)生未熔融； 5、在發(fā)生未熔融的部位有沒有與基板地線或電源線路等熱容量大的部件相連接； 6、未熔融的場(chǎng)所是不是屬于隱蔽的部位，即對(duì)熱風(fēng)或紅外線直接接觸較困難的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。 7 焊料不足 焊料不足缺陷的發(fā)生原因主要有兩種： ① 在發(fā)生焊料不足的場(chǎng)所，焊料的潤濕性非常好，完全不是焊接狀態(tài)問題，僅僅表現(xiàn)為焊料較少，此時(shí)發(fā)生的原因是焊膏的印刷性能不好； ② 在發(fā)生焊料不足的場(chǎng)所，常常是同時(shí)引起焊料的潤濕不良。 焊料不足缺陷產(chǎn)生時(shí)，所檢驗(yàn)的項(xiàng)目如表6所示。 表6 焊料不足缺陷產(chǎn)生時(shí)，所檢驗(yàn)的項(xiàng)目 檢測(cè)項(xiàng)目1、刮刀將網(wǎng)版上的焊膏轉(zhuǎn)移（印刷時(shí)），網(wǎng)板上有沒有殘留焊膏 對(duì) 策 1、確認(rèn)印刷壓力； 2、設(shè)定基板、網(wǎng)板、刮刀的平行度。檢測(cè)項(xiàng)目 檢測(cè)項(xiàng)目2、印刷網(wǎng)板的開口部有沒有被焊膏堵塞 對(duì) 策 1、當(dāng)焊膏性能惡化會(huì)引起黏度上升，這時(shí)會(huì)同時(shí)帶來潤濕不良。也可根據(jù)表3的方法給予檢驗(yàn)； 2、焊膏印刷狀態(tài)與開口部尺寸是不是吻合（特別注意到粉末大小黏度）。 檢測(cè)項(xiàng)目3、網(wǎng)板開口部?jī)?nèi)壁面狀態(tài)是否良好 對(duì) 策 1、要注意到用腐蝕方式成形的開口部?jī)?nèi)壁狀態(tài)的檢驗(yàn)，必要場(chǎng)合，應(yīng)更換網(wǎng)板。 檢測(cè)項(xiàng)目4、聚酯型刮刀的工作部硬度是否合適 對(duì) 策 1、刮刀工作部如果太軟，印刷時(shí)會(huì)切入網(wǎng)板開口部擠走焊膏，這在開口部尺寸比較寬時(shí)特別明顯。 檢測(cè)項(xiàng)目5、焊膏的滾動(dòng)性（轉(zhuǎn)移性）是否正常 對(duì) 策 1、重設(shè)定印刷條件（特別是刮刀角度）； 2、在焊膏黏度上升時(shí)，如同時(shí)出現(xiàn)潤濕不良，可按表3再檢查了； 3、檢驗(yàn)對(duì)印刷機(jī)供給量的多或少。 8 潤濕不良 當(dāng)依靠焊料表面張力所產(chǎn)生自調(diào)整效果，包含沉入現(xiàn)象對(duì)元件的保持力失去作用時(shí)，就會(huì)發(fā)生錯(cuò)位、焊料不足、元件跌落、橋聯(lián)等不良。也可以說是綜合性不良。可按照表7進(jìn)行檢驗(yàn)。 表7 焊膏的檢驗(yàn)項(xiàng)目 1、焊膏的密封保管狀態(tài)是否符合要求； 2、焊膏的保管溫度是否正確(5～10℃)； 3、焊膏的使用期限是否超長(zhǎng)（一般不超過進(jìn)貨后的二個(gè)月）； 4、是否在使用前12小時(shí)將焊膏從冰箱中取出； 5、從冰箱取出后是否馬上把蓋子打開（如馬上打開發(fā)生的結(jié)露會(huì)使水分進(jìn)入焊膏）； 6、一次未用完焊膏是否重復(fù)使用（再使用時(shí)，是否對(duì)其品質(zhì)加以確認(rèn)）； 7、焊膏攪拌有否超時(shí)（二分鐘之內(nèi)）速度是否過快，過快會(huì)摩擦生熱，引起化學(xué)反應(yīng)； 8、從冰箱取出的焊膏是不是按原狀用完了； 9、是不是在規(guī)定時(shí)間內(nèi)用完； 10、焊膏裝料容器的蓋是否關(guān)閉好； 11、是否將裝料容器蓋附近的焊膏（沾上的）擦去。
產(chǎn)生原因： ① 對(duì)于MLCC類電容來說，其結(jié)構(gòu)上存在著很大的脆弱性，通常MLCC是由多層陶瓷電容疊加而成，強(qiáng)度低，極不耐受熱與機(jī)械力的沖擊。特別是在波峰焊中尤為明顯； ② 貼片過程中，貼片機(jī)Z軸的吸放高度，特別是一些不具備Z軸軟著陸功能的貼片機(jī)，吸放高度由片式元件的厚度而不是由壓力傳感器來決定，故元件厚度的公差會(huì)造成開裂； ③ PCB的撓曲應(yīng)力，特別是焊接后，撓曲應(yīng)力容易造成元件的開裂； ④ 一些拼板的PCB在分割時(shí)，會(huì)損壞元件。 預(yù)防辦法是：認(rèn)真調(diào)節(jié)焊接工藝曲線，特別是預(yù)熱區(qū)溫度不能過低；貼片時(shí)應(yīng)認(rèn)真調(diào)節(jié)提貼片機(jī)Z軸的吸放高度；應(yīng)注意拼板割刀形狀；PCB的撓曲度，特別是焊接后的撓曲度，應(yīng)有針對(duì)性的校正，如是PCB板菜質(zhì)量問題，需另重點(diǎn)考慮。 問題：可以用小刮鏟來將誤印的錫膏從板上去掉嗎？這會(huì)不會(huì)將錫膏和小錫珠弄到孔里和小的縫隙里？ 解答：用小刮鏟刮的方法來將錫膏從誤印的板上去掉可能造成一些問題。一般可行的辦法是將誤印的板浸入一種兼容的溶劑中，如加入某種添加劑的水，然后用軟毛刷子將小錫珠從板上去除。寧愿反復(fù)的浸泡與洗刷，而不要猛烈的干刷或鏟刮。在錫膏印刷之后，操作員等待清洗誤印的時(shí)間越長(zhǎng)，越難去掉錫膏。誤印的板應(yīng)該在發(fā)現(xiàn)問題之后馬上放入浸泡的溶劑中，因?yàn)殄a膏在干之前容易清除。 避免用布條去抹擦，以防止錫膏和其他污染物涂抹在板的表面上。在浸泡之后，用輕柔的噴霧沖刷經(jīng)常可以幫助去掉不希望有的錫稿。同時(shí)還推薦用熱風(fēng)干燥。如果使用了臥式模板清洗機(jī)，要清洗的面應(yīng)該朝下，以允許錫膏從板上掉落。 照例，注意一些細(xì)節(jié)可以消除不希望有的情況，如錫膏的誤印和從板上清除為固化的錫膏。在所希望的位置沉積適當(dāng)數(shù)量的錫膏是我們的目標(biāo)。弄臟了的工具、干涸的錫膏、模板與板的不對(duì)位，都可能造成在模板底面甚至裝配上有不希望有的錫膏。在印刷工藝期間，在印刷周期之間按一定的規(guī)律擦拭模板。保證模板坐落在焊盤上，而不是在阻焊層上，以保證一個(gè)清潔的錫膏印刷工藝。在線的、實(shí)時(shí)的錫膏檢查和元件貼裝之后回流之前的檢查，都是對(duì)減少在焊接發(fā)生之前工藝缺陷有幫助的工藝步驟。 對(duì)于密間距(fine-pitch)模板，如果由于薄的模板橫截面彎曲造成引腳之間的損傷，它會(huì)造成錫膏沉積在引腳之間， 產(chǎn)生印刷缺陷和/或短路。低粘性的錫膏也可能造成印刷缺陷。例如，印刷機(jī)運(yùn)行溫度高或者刮刀速度高可以減小錫膏在使用中的粘性，由于沉積過多錫膏而造成印刷缺陷和橋接。 總的來講，對(duì)材料缺乏足夠的控制、錫膏沉積的方法和設(shè)備是在回流焊接工藝中缺陷的主要原因。 問題：什么類型的裝配板的分板(depaneling)設(shè)備提供最好的結(jié)果？ 解答：現(xiàn)在，有幾種分板系統(tǒng)提供各種將裝配板分板的技術(shù)。照例，在選擇這種設(shè)備時(shí)應(yīng)該考慮許多因素。不管有沒有定線(routing)、鋸割(sawing)或沖切(blanking)用來將單個(gè)的板從組合板分開，分板過程中穩(wěn)定的支撐是最重要的因素。沒有支撐，產(chǎn)生的應(yīng)力可能損傷基板和焊接點(diǎn)。扭曲板、或在分板期間給裝配產(chǎn)生應(yīng)力都可能造成隱藏或明顯的缺陷。雖然鋸割經(jīng)常可以提供最小的間隙，但是用工具的剪切或沖切可以提供較清潔的、更加受控的結(jié)果。 為了避免元件損傷，許多裝配商企圖在要求分板的時(shí)候?qū)⒃附狱c(diǎn)保持在距離板的邊緣至少5.08mm。敏感的陶瓷電容或二極管可能要求格外的小心與考慮。
深圳市邁瑞自動(dòng)化設(shè)備有限公司 １０年波峰焊回流焊制造商。
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