影響回流焊品質的九種常見原因以及解決方法
發布日期:2021-03-18 瀏覽量:
回流焊的產品質量受眾多要素的影響到:
影響到產品質量最核心的的要素是電子器件生產製造加工過程中回流焊爐的溫度曲線及焊錫膏的成份珍數。
如今常見的高性能回流焊爐,已能較為便捷地精準操縱、調節溫度曲線,比較之下,在高密度與微型化的發展趨勢中,焊錫膏的印刷就變成回流焊產品質量的核心,焊錫膏、模版與印刷3個要素均能影響到焊錫膏印刷的產品質量。
①.焊錫膏問題
盡管回流焊的焊接材料是商業化的焊錫膏,可以保證 正確的成分,一般 不容易滲入雜質殘渣,可是焊錫膏產品質量良莠不齊,有時候也很有可能會碰到焊錫膏產品質量過低的問題。
焊錫膏中金屬材料的含量一般 在(90±0.5)%,金屬材料的含量過低會造成助焊劑成份過多,因此量過大的助焊劑會因為提前預熱環節不容易揮發而造成飛珠。
焊錫膏中蒸汽和氧含量提升也會造成飛珠。由於焊錫膏一般 冷藏,當從冰櫃中拿出時,沒有保證 恢複正常時間,故會造成蒸汽的進入;除此之外,焊錫膏瓶的外蓋每一次應用後需蓋緊,若沒有立即蓋嚴,也會造成蒸汽的進到。
放到模版上印刷的焊錫膏在完工後,剩餘的部分應再行處理,若再放入原先瓶中,會造成瓶中焊錫膏質變,也會形成錫珠。
解決方案:特別注意焊錫膏的存放與應用要求,挑選高品質的焊錫膏。
②.焊層設計與布局不合理性。
假如焊層設計與布局有下列缺陷,可能造成電子器件兩側的潤濕力不平衡。
電子器件的兩側焊層其一與地線相互連接或有一麵焊層麵積過大,焊層兩邊熱容量不勻稱
PCB表層各部的溫度差過大以至電子器件焊層兩側吸熱不勻稱;
大中型元器件QFP、BGA、散熱器周邊的中小型片式電子器件焊層兩邊會出現溫度不勻稱狀況。
解決方案:改進焊層設計與布局
③.焊錫膏與焊錫膏印刷。
焊(han)錫(xi)膏(gao)的(de)活(huo)性(xing)不(bu)太(tai)高(gao)或(huo)電(dian)子(zi)器(qi)件(jian)的(de)可(ke)焊(han)性(xing)差(cha),焊(han)錫(xi)膏(gao)熔(rong)融(rong)後(hou),界(jie)麵(mian)張(zhang)力(li)不(bu)同(tong),一(yi)樣(yang)會(hui)造(zao)成(cheng)焊(han)層(ceng)潤(run)濕(shi)力(li)不(bu)平(ping)衡(heng)。兩(liang)焊(han)層(ceng)的(de)焊(han)錫(xi)膏(gao)印(yin)刷(shua)量(liang)不(bu)勻(yun)稱(cheng),多(duo)的(de)一(yi)麵(mian)會(hui)因(yin)為(wei)焊(han)錫(xi)膏(gao)吸(xi)熱(re)量(liang)增(zeng)加(jia),熔(rong)融(rong)時(時)間(jian)滯(zhi)後(hou),以(yi)至(zhi)潤(run)濕(shi)力(li)不(bu)平(ping)衡(heng)。
解決方案:選用活性較高的焊錫膏,改進焊錫膏印刷參數,特別是模版的窗口尺寸。
④ . 溫度曲線不正確。
回流焊曲線可以分為四個區段,分別是預熱、保溫、再流和冷卻。對PCB加熱的工作曲線不正確,以致板麵上溫差過大,通常回流焊爐爐體過短和溫區太少就會出現這些缺陷。預熱、保溫的目的是為了使PCB表麵溫度在60-90s內升到150℃,並保溫約90s,這不僅可以降低PCB及元器件的熱衝擊,更主要的是確保焊錫膏的溶劑能部分揮發,避免回流焊時因溶劑太多引起飛濺,造成焊錫膏衝出焊盤而形成錫珠。
錫(xi)珠(zhu)是(shi)回(hui)流(liu)焊(han)常(chang)見(jian)的(de)缺(que)陷(xian)之(zhi)一(yi),其(qi)原(yuan)因(yin)是(shi)多(duo)方(fang)麵(mian)的(de),不(bu)僅(jin)影(ying)響(xiang)到(dao)外(wai)觀(guan)而(er)且(qie)會(hui)引(yin)起(qi)橋(qiao)接(jie)。錫(xi)珠(zhu)可(ke)分(fen)為(wei)兩(liang)類(lei),一(yi)類(lei)出(chu)現(xian)在(zai)片(pian)式(shi)元(yuan)器(qi)件(jian)一(yi)側(ce),常(chang)為(wei)一(yi)個(ge)獨(du)立(li)的(de)大(da)球(qiu)狀(zhuang);另一類出現在IC引腳四周,呈分散的小珠狀。
解決辦法:注意升溫速率,根據每種產品調節好適當的溫度曲線,並采取適中的預熱使之有一個很好的平台使溶劑大部分揮發。
⑤ . 印刷與貼片
zaihanxigaodeyinshuagongyizhong,youyumobanyuhanpanduizhonghuifashengpianyi,ruopianyiguodazehuidaozhihanxijinliudaohanpanwai,jiarehourongyichuxianxizhu。ciwai,yinshuagongzuohuanjingbuhaoyehuidaozhixizhudeshengcheng,lixiangdeyinshuahuanjingwenduwei(25±3)℃,相對濕度為50%~65%。
貼片過程中Z軸的壓力也是引起錫珠的一項重要原因,往往不易引起人們的注意,部分貼片機Z軸頭是依據元器件的厚度來定位的,如Z軸高度調節不當,會引起元器件貼到PCB上的一瞬間將焊錫膏擠壓到焊盤外的現象,這部分焊錫膏會在焊接時形成錫珠。這種情況下產生的錫珠尺寸稍大。Zzhoufangxiangshoulibujunyun,huidaozhiyuanqijianjinrudaohanxigaozhongdeshendubujunyun,ronghuashihuiyinshijianchaerdaozhiliangbianderunshilibupingheng。yuanqijianpianlihanpanhuizhijiedaozhilibei。
模(mo)板(ban)的(de)厚(hou)度(du)與(yu)開(kai)口(kou)尺(chi)寸(cun)。模(mo)板(ban)厚(hou)度(du)與(yu)開(kai)口(kou)尺(chi)寸(cun)過(guo)大(da),會(hui)導(dao)致(zhi)焊(han)錫(xi)膏(gao)用(yong)量(liang)增(zeng)大(da),也(ye)會(hui)引(yin)起(qi)焊(han)錫(xi)膏(gao)漫(man)流(liu)到(dao)焊(han)盤(pan)外(wai),特(te)別(bie)是(shi)用(yong)化(hua)學(xue)腐(fu)蝕(shi)方(fang)法(fa)製(zhi)造(zao)的(de)模(mo)板(ban)。
解決方法:仔細調整模板的裝夾,防止鬆動現象;改善印刷工作環境,調節貼片機工藝參數,重新調節貼片機的Z軸高度,選用適當厚度的模板和開口尺寸的設計,一般模板開口麵積為焊盤尺寸的90%,會改善錫珠情況。
⑥ . 立碑現象
回流焊中,片式元器件常出現立起的現象,稱為立碑,又稱為吊橋、曼哈頓現象這是在回流焊工藝中經常發生的一種缺陷。
產生原因:立碑現象發生的根本原因是元器件兩邊的潤濕力不平衡,因而元器件兩端的力矩也不平衡,從而導致立碑現象的發生。
下列情形均會導致回流焊時元器件兩邊的潤濕力不平衡。
⑦ . N2回流焊中的氧濃度。
采用N2保護回流焊會增加焊料的潤濕力,但越來越多的報導說明,在氧含量過低的情況下發生立碑的現象反而增多;通常認為氧含量控製在(100-500)×10-6mg/m3左右最為適宜。
⑧ . 芯吸現象
xinxixianxiangyouchengchouxinxianxiang,shichangjianhanjiequexianzhiyi,duojianyuqixianghuiliuhanzhong。xinxixianxiangshihanliaotuolihanpaneryanyinjiaoshangxingdaoyinjiaoyuxinpianbentizhijian,tongchanghuixingchengyanzhongdexuhanxianxiang。
產生原因:
主zhu要yao原yuan因yin是shi元yuan器qi件jian引yin腳jiao的de熱re導dao率lv大da,故gu升sheng溫wen迅xun速su,以yi致zhi焊han料liao優you先xian潤run濕shi引yin腳jiao,焊han料liao與yu引yin腳jiao之zhi間jian的de潤run濕shi力li遠yuan大da於yu焊han料liao與yu焊han盤pan之zhi間jian的de潤run濕shi力li此ci外wai,引yin腳jiao的de上shang翹qiao更geng會hui加jia劇ju芯xin吸xi現xian象xiang的de發fa生sheng。(在紅外回流焊中,PCBjicaiyuhanliaozhongdeyoujizhuhanjishihongwaixianlianghaodexishoujiezhi,eryinjiaoquenengbufenfanshehongwaixian,guxiangbieryanhanliaoyouxianronghua,hanliaoyuhanpanderunshilijiuhuidayuhanliaoyuyinjiaozhijianderunshili,guhanliaobuhuiyanyinjiaoshangsheng,congerfashengxinxixianxiangdegailvjiuxiaodeduo。)
解決辦法:
對於氣相回流焊,應將SMA首先充分預熱後再放入氣相爐中;
應認真檢查PCB焊盤的可焊性,可焊性不好的PCB不應用於生產;
充分重視元器件的共麵性,對共麵性不良的器件也不應用於生產。
⑨ . 橋接現象
橋接是SMT生產中常見的缺陷之一,它會引起元器件之間的短路,遇到橋接必須返修。
引起橋接的原因很多,常見的有以下四種:
1.印刷係統。
印刷機重複精度差,對位不齊(鋼板對位不好,PCB對位不好),致使焊錫膏印刷到焊盤外,多見於細間距QFP的生產;
鋼板窗口尺寸與厚度設計不對,以及PCB焊盤設計Sn-Pb合金鍍層不均勻,導致焊錫膏量偏多。
解決方法:調整印刷機,改善PCB焊盤塗覆層。
2.預熱。
回流焊爐升溫速度過快,焊錫膏中溶劑來不及揮發。
解決辦法:調整貼片機Z軸高度及回流焊爐升溫速度。
3.貼放。
貼放壓力過大,焊錫膏受壓後漫流是生產中多見的原因。另外,貼片精度不夠,元器件出現移位,IC引腳變形等也易導致橋接。
4.焊錫膏質量問題。
焊錫膏中金屬含量偏高,特別是印刷時間過久後,易出現金屬含量增高,導致IC引腳橋接;
焊錫膏黏度低,預熱後漫流到焊盤外;
焊錫膏塌落度差,預熱後漫流到焊盤外。
解決辦法:調整焊錫膏配比或改用質量好的焊錫膏。
影響到產品質量最核心的的要素是電子器件生產製造加工過程中回流焊爐的溫度曲線及焊錫膏的成份珍數。
如今常見的高性能回流焊爐,已能較為便捷地精準操縱、調節溫度曲線,比較之下,在高密度與微型化的發展趨勢中,焊錫膏的印刷就變成回流焊產品質量的核心,焊錫膏、模版與印刷3個要素均能影響到焊錫膏印刷的產品質量。
①.焊錫膏問題
盡管回流焊的焊接材料是商業化的焊錫膏,可以保證 正確的成分,一般 不容易滲入雜質殘渣,可是焊錫膏產品質量良莠不齊,有時候也很有可能會碰到焊錫膏產品質量過低的問題。
焊錫膏中金屬材料的含量一般 在(90±0.5)%,金屬材料的含量過低會造成助焊劑成份過多,因此量過大的助焊劑會因為提前預熱環節不容易揮發而造成飛珠。
焊錫膏中蒸汽和氧含量提升也會造成飛珠。由於焊錫膏一般 冷藏,當從冰櫃中拿出時,沒有保證 恢複正常時間,故會造成蒸汽的進入;除此之外,焊錫膏瓶的外蓋每一次應用後需蓋緊,若沒有立即蓋嚴,也會造成蒸汽的進到。
放到模版上印刷的焊錫膏在完工後,剩餘的部分應再行處理,若再放入原先瓶中,會造成瓶中焊錫膏質變,也會形成錫珠。
解決方案:特別注意焊錫膏的存放與應用要求,挑選高品質的焊錫膏。
②.焊層設計與布局不合理性。
假如焊層設計與布局有下列缺陷,可能造成電子器件兩側的潤濕力不平衡。
電子器件的兩側焊層其一與地線相互連接或有一麵焊層麵積過大,焊層兩邊熱容量不勻稱
PCB表層各部的溫度差過大以至電子器件焊層兩側吸熱不勻稱;
大中型元器件QFP、BGA、散熱器周邊的中小型片式電子器件焊層兩邊會出現溫度不勻稱狀況。
解決方案:改進焊層設計與布局
③.焊錫膏與焊錫膏印刷。
焊(han)錫(xi)膏(gao)的(de)活(huo)性(xing)不(bu)太(tai)高(gao)或(huo)電(dian)子(zi)器(qi)件(jian)的(de)可(ke)焊(han)性(xing)差(cha),焊(han)錫(xi)膏(gao)熔(rong)融(rong)後(hou),界(jie)麵(mian)張(zhang)力(li)不(bu)同(tong),一(yi)樣(yang)會(hui)造(zao)成(cheng)焊(han)層(ceng)潤(run)濕(shi)力(li)不(bu)平(ping)衡(heng)。兩(liang)焊(han)層(ceng)的(de)焊(han)錫(xi)膏(gao)印(yin)刷(shua)量(liang)不(bu)勻(yun)稱(cheng),多(duo)的(de)一(yi)麵(mian)會(hui)因(yin)為(wei)焊(han)錫(xi)膏(gao)吸(xi)熱(re)量(liang)增(zeng)加(jia),熔(rong)融(rong)時(時)間(jian)滯(zhi)後(hou),以(yi)至(zhi)潤(run)濕(shi)力(li)不(bu)平(ping)衡(heng)。
解決方案:選用活性較高的焊錫膏,改進焊錫膏印刷參數,特別是模版的窗口尺寸。
④ . 溫度曲線不正確。
回流焊曲線可以分為四個區段,分別是預熱、保溫、再流和冷卻。對PCB加熱的工作曲線不正確,以致板麵上溫差過大,通常回流焊爐爐體過短和溫區太少就會出現這些缺陷。預熱、保溫的目的是為了使PCB表麵溫度在60-90s內升到150℃,並保溫約90s,這不僅可以降低PCB及元器件的熱衝擊,更主要的是確保焊錫膏的溶劑能部分揮發,避免回流焊時因溶劑太多引起飛濺,造成焊錫膏衝出焊盤而形成錫珠。
錫(xi)珠(zhu)是(shi)回(hui)流(liu)焊(han)常(chang)見(jian)的(de)缺(que)陷(xian)之(zhi)一(yi),其(qi)原(yuan)因(yin)是(shi)多(duo)方(fang)麵(mian)的(de),不(bu)僅(jin)影(ying)響(xiang)到(dao)外(wai)觀(guan)而(er)且(qie)會(hui)引(yin)起(qi)橋(qiao)接(jie)。錫(xi)珠(zhu)可(ke)分(fen)為(wei)兩(liang)類(lei),一(yi)類(lei)出(chu)現(xian)在(zai)片(pian)式(shi)元(yuan)器(qi)件(jian)一(yi)側(ce),常(chang)為(wei)一(yi)個(ge)獨(du)立(li)的(de)大(da)球(qiu)狀(zhuang);另一類出現在IC引腳四周,呈分散的小珠狀。
解決辦法:注意升溫速率,根據每種產品調節好適當的溫度曲線,並采取適中的預熱使之有一個很好的平台使溶劑大部分揮發。
⑤ . 印刷與貼片
zaihanxigaodeyinshuagongyizhong,youyumobanyuhanpanduizhonghuifashengpianyi,ruopianyiguodazehuidaozhihanxijinliudaohanpanwai,jiarehourongyichuxianxizhu。ciwai,yinshuagongzuohuanjingbuhaoyehuidaozhixizhudeshengcheng,lixiangdeyinshuahuanjingwenduwei(25±3)℃,相對濕度為50%~65%。
貼片過程中Z軸的壓力也是引起錫珠的一項重要原因,往往不易引起人們的注意,部分貼片機Z軸頭是依據元器件的厚度來定位的,如Z軸高度調節不當,會引起元器件貼到PCB上的一瞬間將焊錫膏擠壓到焊盤外的現象,這部分焊錫膏會在焊接時形成錫珠。這種情況下產生的錫珠尺寸稍大。Zzhoufangxiangshoulibujunyun,huidaozhiyuanqijianjinrudaohanxigaozhongdeshendubujunyun,ronghuashihuiyinshijianchaerdaozhiliangbianderunshilibupingheng。yuanqijianpianlihanpanhuizhijiedaozhilibei。
模(mo)板(ban)的(de)厚(hou)度(du)與(yu)開(kai)口(kou)尺(chi)寸(cun)。模(mo)板(ban)厚(hou)度(du)與(yu)開(kai)口(kou)尺(chi)寸(cun)過(guo)大(da),會(hui)導(dao)致(zhi)焊(han)錫(xi)膏(gao)用(yong)量(liang)增(zeng)大(da),也(ye)會(hui)引(yin)起(qi)焊(han)錫(xi)膏(gao)漫(man)流(liu)到(dao)焊(han)盤(pan)外(wai),特(te)別(bie)是(shi)用(yong)化(hua)學(xue)腐(fu)蝕(shi)方(fang)法(fa)製(zhi)造(zao)的(de)模(mo)板(ban)。
解決方法:仔細調整模板的裝夾,防止鬆動現象;改善印刷工作環境,調節貼片機工藝參數,重新調節貼片機的Z軸高度,選用適當厚度的模板和開口尺寸的設計,一般模板開口麵積為焊盤尺寸的90%,會改善錫珠情況。
⑥ . 立碑現象
回流焊中,片式元器件常出現立起的現象,稱為立碑,又稱為吊橋、曼哈頓現象這是在回流焊工藝中經常發生的一種缺陷。
產生原因:立碑現象發生的根本原因是元器件兩邊的潤濕力不平衡,因而元器件兩端的力矩也不平衡,從而導致立碑現象的發生。
下列情形均會導致回流焊時元器件兩邊的潤濕力不平衡。
⑦ . N2回流焊中的氧濃度。
采用N2保護回流焊會增加焊料的潤濕力,但越來越多的報導說明,在氧含量過低的情況下發生立碑的現象反而增多;通常認為氧含量控製在(100-500)×10-6mg/m3左右最為適宜。
⑧ . 芯吸現象
xinxixianxiangyouchengchouxinxianxiang,shichangjianhanjiequexianzhiyi,duojianyuqixianghuiliuhanzhong。xinxixianxiangshihanliaotuolihanpaneryanyinjiaoshangxingdaoyinjiaoyuxinpianbentizhijian,tongchanghuixingchengyanzhongdexuhanxianxiang。
產生原因:
主zhu要yao原yuan因yin是shi元yuan器qi件jian引yin腳jiao的de熱re導dao率lv大da,故gu升sheng溫wen迅xun速su,以yi致zhi焊han料liao優you先xian潤run濕shi引yin腳jiao,焊han料liao與yu引yin腳jiao之zhi間jian的de潤run濕shi力li遠yuan大da於yu焊han料liao與yu焊han盤pan之zhi間jian的de潤run濕shi力li此ci外wai,引yin腳jiao的de上shang翹qiao更geng會hui加jia劇ju芯xin吸xi現xian象xiang的de發fa生sheng。(在紅外回流焊中,PCBjicaiyuhanliaozhongdeyoujizhuhanjishihongwaixianlianghaodexishoujiezhi,eryinjiaoquenengbufenfanshehongwaixian,guxiangbieryanhanliaoyouxianronghua,hanliaoyuhanpanderunshilijiuhuidayuhanliaoyuyinjiaozhijianderunshili,guhanliaobuhuiyanyinjiaoshangsheng,congerfashengxinxixianxiangdegailvjiuxiaodeduo。)
解決辦法:
對於氣相回流焊,應將SMA首先充分預熱後再放入氣相爐中;
應認真檢查PCB焊盤的可焊性,可焊性不好的PCB不應用於生產;
充分重視元器件的共麵性,對共麵性不良的器件也不應用於生產。
⑨ . 橋接現象
橋接是SMT生產中常見的缺陷之一,它會引起元器件之間的短路,遇到橋接必須返修。
引起橋接的原因很多,常見的有以下四種:
1.印刷係統。
印刷機重複精度差,對位不齊(鋼板對位不好,PCB對位不好),致使焊錫膏印刷到焊盤外,多見於細間距QFP的生產;
鋼板窗口尺寸與厚度設計不對,以及PCB焊盤設計Sn-Pb合金鍍層不均勻,導致焊錫膏量偏多。
解決方法:調整印刷機,改善PCB焊盤塗覆層。
2.預熱。
回流焊爐升溫速度過快,焊錫膏中溶劑來不及揮發。
解決辦法:調整貼片機Z軸高度及回流焊爐升溫速度。
3.貼放。
貼放壓力過大,焊錫膏受壓後漫流是生產中多見的原因。另外,貼片精度不夠,元器件出現移位,IC引腳變形等也易導致橋接。
4.焊錫膏質量問題。
焊錫膏中金屬含量偏高,特別是印刷時間過久後,易出現金屬含量增高,導致IC引腳橋接;
焊錫膏黏度低,預熱後漫流到焊盤外;
焊錫膏塌落度差,預熱後漫流到焊盤外。
解決辦法:調整焊錫膏配比或改用質量好的焊錫膏。
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