现在,PCBA电子工厂做SMT贴片已经越来越方便,但是,不少工程师在研发验证阶段,为节省时间,会找工厂做SMT贴片打样,但由于工厂工艺水平不一,某些工程师曾碰到板子到手后,发现短路或开路,无法正常测试,一时也找不到问题在哪,无法确定是工厂的问题,还是自己设计出了错,一来二去费时费钱。
所以本文收集了:在SMT贴片焊接制造中,较为常见的5项工艺缺陷,帮助大家了解SMT贴片工艺,少走弯路,少“翻车”。
立碑现象发生主要原因是元件两端的湿润力不平衡,引发元件两端的力矩也不平衡,导致“立碑”。
什么情况会导致回流焊时元件两端湿润力不平衡,导致“立碑”?
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;
②PCB表面各处的温差过大以致元件焊盘两边吸热不均匀;
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。
①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。
②两焊盘的焊锡膏印刷量不均匀,一侧锡厚,拉力大,另一侧锡薄拉力小,致使元件一端被拉向一侧形成空焊,一端被拉起就形成立碑。
解决办法:需要工厂选用活性较高的焊锡膏,改善焊锡膏印刷参数,特别是钢网的窗口尺寸。
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。
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:需要工厂根据每种不同产品调节好适当的温度曲线。
锡珠是回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(如下图);另一类出现在IC引脚四周,呈分散的小珠状。
因素A:温度曲线不正确
回流焊曲线可以分为预热、保温、回流和冷却4个区段。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,避免回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:工厂需注意升温速率,并采取适中的预热,使溶剂充分挥发。
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,如果没有充分回温解冻并搅拌均匀,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;
③放在钢网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:要求工厂选择优质的焊锡膏,注意焊锡膏的保管与使用要求。
⑥刮刀速度过快,引起塌边不良,回流后导致产生锡球...
桥连也是SMT生产中常见的缺陷之一,它会引起元件之间的短路,遇到桥连必须返修。
①焊锡膏中金属含量偏高,特别是印刷时间过久,易出现金属含量增高,导致IC引脚桥连;
解决办法:需要工厂调整焊锡膏配比或改用质量好的焊锡膏。
①印刷机重复精度差,对位不齐(钢网对位不准、PCB对位不准),导致焊锡膏印刷到焊盘外,尤其是细间距QFP焊盘;
②钢网窗口尺寸与厚度设计失准以及PCB焊盘设计Sn-pb合金镀层不均匀,导致焊锡膏偏多。
解决方法:需要工厂调整印刷机,改善PCB焊盘涂覆层。
焊锡膏受压后满流是生产中多见的原因,另外贴片精度不够会使元件出现移位、IC引脚变形等。
因素D:再流焊炉升温速度过快,焊锡膏中溶剂来不及挥发
解决办法:需要工厂调整贴片机Z轴高度及再流焊炉升温速度。
芯吸现象,也称吸料现象、抽芯现象,是SMT常见的焊接缺陷之一,多见于气相回流焊中。焊料脱离焊盘沿引脚上行到引脚与芯片本体之间,导致严重的虚焊现象。
芯吸:
是指熔化的焊料润湿元件引脚并向上流动而脱离PCB焊盘区域,未与PCB焊盘产生润湿或部分润湿,从而形成开路或焊点强度不足现象,此缺陷经常发生在QFP、SOP、PLCC等翼型形引脚和J形引脚的器件中。如下图所示。