回流焊接时间过长过短有什么缺陷
① 为什么手工焊的时间比回流焊时间短得多
回流焊炉依抄靠传送带或推板下的热源加热,通过热传导的方式加热基板上的元件,用于采用陶瓷(Al2O3)基板厚膜电路的单面组装,陶瓷基板上只有贴放在传送带上才能得到足够的热量,其结构简单,价格便宜。我国的一些厚膜电路厂在80年代初曾引进过此类设备。
② 过回流焊后PCB板上有小颗粒异物是什么原因
小颗粒异物是锡珠,回流焊后线路板上的锡珠是线路板上的一个严重缺陷,很容易导致电器不良,短路等致命缺陷。
一、回流焊接中锡珠形成的机理
回流焊接中出现d的锡珠常常藏于矩形片式元件两端之间的侧面和细间距引脚之间。在元件的贴装过程中焊锡膏被置于片式元件的引脚与焊盘之间,随着印好的线路板穿过回流焊炉,焊锡膏融化变成液体,如果与焊盘和元件引脚等润湿不良,液态焊料颗粒不能聚合成一颗焊点,部分液态焊料会从焊缝流出形成锡珠。因此,焊锡料与焊盘和元器件引脚的润湿性差是导致锡珠产生的根本原因。
锡膏在印刷工艺中由于钢网与焊盘对中偏移,若偏移过大则会导致锡膏漫溢在焊盘外,加热后容易出现锡珠。贴片过程中贴片机Z轴的压力是导致锡珠的一项重要原因,往往不被我们注意,部分贴片机由于Z轴头是根据元件的厚度来定的,故引起元件贴到线路板的一顺间将锡膏挤压到焊盘外的现象,这部分挤压出去的锡明显的会引起锡珠产生。这种情况下产生的锡珠尺寸稍大,通常只要调整贴片机Z轴的高度就能防止锡珠的产生。
二、形成锡珠的原因分析与控制
咱们知道锡珠的主要成因是焊料的润湿性差,那造成焊料润湿性差的主要原因也有很多的原因,在这里主要分析与相关工艺有管的原因及解决措施。
1、回流焊温度设置不当:焊锡膏的回流与温度和时间有关,如果未到达足够的温度和时间焊锡膏就不会回流。预热区温度上升温度过快,时间过短,使锡膏内部的水分和溶解未完全挥发出来,到达回流焊温区时引起水分和溶解沸腾测出锡珠。实践证明,将预热区温度的上升速度控制在1~4度/秒是比较理想的。
2、如果总在同一位置上出现锡珠就必须检测钢网的设计结构。范本开口尺寸腐蚀精度达不到要求,焊盘尺寸偏大,以及表面材质较软,会造成印制焊锡膏的外轮廓不清晰互相连接,这种情况多出现在细间距元器件焊盘的印刷时,回流后必然造成引脚间有大量锡珠的产生。因此应针对焊盘图形的不同形状和中心距,选择事宜的范本材质和范本制作工艺来保障焊锡膏的印刷品质。
3、如果从贴片到回流的时间过长,则因焊锡膏中焊料粒子的氧化、助焊剂变质、活性降低会导致焊锡膏不回流产生锡珠。选用工作寿命长些的焊锡膏(4小时)则会减少这中情况出现锡珠。
4,如果焊锡膏错yin印的线路板清洗不充分会使焊锡膏残留在线路板的通孔中。回流焊之前贴元件时使印刷焊锡膏变形,这些也是造成锡珠的原因。因此要提高smt工作人员和工艺人员的责任心。严格按照工艺要求和操作规程进行生产,加强工艺过程的品质控制。
以上的这些分析都是广晟德根据购买广晟德回流焊的大型smt产品生产客户的工厂管控中找来希望能对广大的smt生产客户都有些帮助。
③ 回流焊峰值过高\回流时间过长会带来什么样的影响
广晟德回流焊回答您这种情况会对线路板造成的影响有:一、温度过高对元件损伤太大,导致元件寿命缩短。 二、PCB超过TG温度就会软化,温度越高软化就越利害,变形也就月利害,虚焊、偏移、掉件、线路板气泡等不良也就会越高 三、时间过长氧化就越利害,焊点会变暗发黑,焊点空洞多。影响最厉害的不良就是如果高温状态下回流时间过长可能会造成火灾。
④ 请问回流焊预热(温区)最长和最短时间是多少锡膏炉温焊接最长时间和最短时间(s)!
温度曲线的建立 度曲线是指SMA通过回流炉时,SMA上某一点的温度随时间变化的曲线。温度曲线提供了一种直观的方法,来分析某个元件在整个回流焊过程中的温度变化情况。这对于获得最佳的可焊性,避免由于超温而对元件造成损坏,以及保证焊接质量都非常有用。温度曲线采用炉温测试仪来测试,目前市面上有很多种炉温测试仪供使用者选择。 预热段 该区域的目的是把室温的PCB尽快加热,以达到第二个特定目标,但升温速率要控制在适当范围以内,如果过快,会产生热冲击,电路板和元件都可能受损;过慢,则溶剂挥发不充分,影响焊接质量。由于加热速度较快,在温区的后段SMA内的温差较大。为防止热冲击对元件的损伤,一般规定最大速度为4℃/s。然而,通常上升速率设定为1-3℃/s。典型的升温速率为2℃/s。 保温段 温段是指温度从120℃-150℃升至焊膏熔点的区域。其主要目的是使SMA内各元件的温度趋于稳定,尽量减少温差。在这个区域里给予足够的时间使较大元件的温度赶上较小元件,并保证焊膏中的助焊剂得到充分挥发。到保温段结束,焊盘、焊料球及元件引脚上的氧化物被除去,整个电路板的温度达到平衡。应注意的是SMA上所有元件在这一段结束时应具有相同的温度,否则进入到回流段将会因为各部分温度不均产生各种不良焊接现象。 回流段 在这一区域里加热器的温度设置得最高,使组件的温度快速上升至峰值温度。在回流段其焊接峰值温度视所用焊膏的不同而不同,一般推荐为焊膏的熔点温度加上20-40℃。对于熔点为183℃的63Sn/37Pb焊膏和熔点为179℃的Sn62/Pb36/Ag2焊膏,峰值温度一般为210-230℃,再流时间不要过长,以防对SMA造成不良影响。理想的温度曲线是超过焊锡熔点的“尖端区”覆盖的面积最小。 冷却段 这段中焊膏内的铅锡粉末已经熔化并充分润湿被连接表面,应该用尽可能快的速度来进行冷却,这样将有助于得到明亮的焊点并有好的外形和低的接触角度。缓慢冷却会导致电路板的更多分解而进入锡中,从而产生灰暗毛糙的焊点。在极端的情形下,它能引起沾锡不良和减弱焊点结合力。冷却段降温速率一般为3-10℃/s,冷却至75℃即可。
⑤ SMT焊接常见缺陷原因有哪些
常见的缺陷有空焊、短路、氧化、锡膏熔点未达到没能完全融化。
缺陷及原因汇总:
桥接
桥接经常出现在引脚较密的IC上或间距较小的片状元件间,这种缺陷在我们的检验标准中属于重大不良,会严重影响产品的电气性能,所以必须要加以根除。
产生桥接的主要原因是由于焊膏过量或焊膏印刷后的错位、塌边。
焊膏过量
焊膏过量是由于不恰当的模板厚度及开孔尺寸造成的。通常情况下,我们选择使用0.15mm厚度的模板。而开孔尺寸由最小引脚或片状元件间距决定。
印刷错位
在印刷引脚间距或片状元件间距小于0.65mm的印制板时,应采用光学定位,基准点设在印制板对角线处。若不采用光学定位,将会因为定位误差产生印刷错位,从而产生桥接。
焊膏塌边
造成焊膏塌边的现象有以下三种
1.印刷塌边
焊膏印刷时发生的塌边。这与焊膏特性,模板、印刷参数设定有很大关系:焊膏的粘度较低,保形性不好,印刷后容易塌边、桥接;模板孔壁若粗糙不平,印出的焊膏也容易发生塌边、桥接;过大的刮刀压力会对焊膏产生比较大的冲击力,焊膏外形被破坏,发生塌边的概率也大大增加。
对策:选择粘度较高的焊膏;采用激光切割模板;降低刮刀压力。
2.贴装时的塌边
当贴片机在贴装SOP、QFP类集成电路时,其贴装压力要设定恰当。压力过大会使焊膏外形变化而发生塌边。
对策:调整贴装压力并设定包含元件本身厚度在内的贴装吸嘴的下降位置。
3.焊接加热时的塌边
在焊接加热时也会发生塌边。当印制板组件在快速升温时,焊膏中的溶剂成分就会挥发出来,如果挥发速度过快,会将焊料颗粒挤出焊区,形成加热时的塌边。
对策:设置适当的焊接温度曲线(温度、时间),并要防止传送带的机械振动。
焊锡球
焊锡球也是回流焊接中经常碰到的一个问题。通常片状元件侧面或细间距引脚之间常常出现焊锡球。
焊锡球多由于焊接过程中加热的急速造成焊料的飞散所致。除了与前面提到的印刷错位、塌边有关外,还与焊膏粘度、焊膏氧化程度、焊料颗粒的粗细(粒度)、助焊剂活性等有关。
1.焊膏粘度
粘度效果较好的焊膏,其粘接力会抵消加热时排放溶剂的冲击力,可以阻止焊膏塌落。
2.焊膏氧化程度
焊膏接触空气后,焊料颗粒表面可能产生氧化,而实验证明焊锡球的发生率与焊膏氧化物的百分率咸正比。一般焊膏的氧化物应控制在0.03%左右,最大值不要超过0.15%。
3.焊料颗粒的粗细
焊料颗粒的均匀性不一致,若其中含有大量的20μm以下的粒子,这些粒子的相对面积较大,极易氧化,最易形成焊锡球。另外在溶剂挥发过程中,也极易将这些小粒子从焊盘上冲走,增加焊锡球产生的机会。一般要求25um以下粒子数不得超过焊料颗粒总数的5%。
4.焊膏吸湿
这种情况可分为两类:焊膏使用前从冰箱拿出后立即开盖致使水汽凝结;再流焊接前干燥不充分残留溶剂,焊膏在焊接加热时引起溶剂、水分的沸腾飞溅,将焊料颗粒溅射到印制板上形成焊锡球。根据这两种不同情况,我们可采取以下两种不同措施:
(1)焊膏从冰箱中取出,不应立即开盖,而应在室温下回温,待温度稳定后开盖使用。
(2)调整回流焊接温度曲线,使焊膏焊接前得到充分的预热。
5.助焊剂活性
当助焊剂活性较低时,也易产生焊锡球。免洗焊锡的活性一般比松香型和水溶型焊膏的活性稍低,在使用时应注意其焊锡球的生成情况。
6.网板开孔
合适的模板开孔形状及尺寸也会减少焊锡球的产生。一般地,模板开孔的尺寸应比相对应焊盘小10%,同时推荐采用一些模板开孔设计。
7.印制板清洗
印制板印错后需清洗,若清洗不干净,印制板表面和过孔内就会有残余的焊膏,焊接时就会形成焊锡球。因此要加强操作员在生产过程中的责任心,严格按照工艺要求进行生产,加强工艺过程的质量控制。
立碑
在表面贴装工艺的回流焊接过程中,贴片元件会产生因翘立而脱焊的缺陷,人们形象地称之为“立碑”现象(也有人称之为“曼哈顿”现象)。
“立碑”现象常发生在CHIP元件(如贴片电容和贴片电阻)的回流焊接过程中,元件体积越小越容易发生。特别是1005或更小钓0603贴片元件生产中,很难消除“立碑”现象。
“立碑”现象的产生是由于元件两端焊盘上的焊膏在回流熔化时。
1.预热期
当预热温度设置较低、预热时间设置较短,元件两端焊膏不同时熔化的概率就大大增加,从而导致两端张力不平衡形成“立碑”,因此要正确设置预热期工艺参数。根据我们的经验,预热温度一般150+10℃,时间为60-90秒左右。
2.焊盘尺寸
设计片状电阻、电容焊盘时,应严格保持其全面的对称性,即焊盘图形的形状与尺寸应完全一致,以保证焊膏熔融时,作用于元件上焊点的合力为零,以利于形成理想的焊点。设计是制造过程的第一步,焊盘设计不当可能是元件竖立的主要原因。具体的焊盘设计标准可参阅IPC-782《表面贴装设计与焊盘布局标准入事实上,超过元件太多的焊盘可能允许元件在焊锡湿润过程中滑动,从而导致把元件拉出焊盘的一端。
对于小型片状元件,为元件的一端设计不同的焊盘尺寸,或者将焊盘的一端连接到地线板上,也可能导致元件竖立。不同焊盘尺寸的的使用可能造成不平衡的焊盘加热和锡膏流动时间。在回流期间,元件简直是飘浮在液体的焊锡上,当焊锡固化时达到其最终位置。焊盘上不同的湿润力可能造成附着力的缺乏和元件的旋转。在一些情况中,延长液化温度以上的时间可以减少元件竖立。
3.焊膏厚度
当焊膏厚度变小时,立碑现象就会大幅减小。这是由于:(1)焊膏较薄,焊膏熔化时的表面张力随之减小。(2)焊膏变薄,整个焊盘热容量减小,两个焊盘上焊膏同时熔化的概率大大增加。焊膏厚度是由模板厚度决定的,表2是使用o.1mm与0.2mm厚模板的立碑现象比较,采用的是1608元件。一般在使用1608以下元件时,推荐采用0.15mm以下模板。
4.贴装偏移
一般情况下,贴装时产生的元件偏移,在回流过程中会由于焊膏熔化时的表面张力拉动元件而自动纠正,我们称之为“自适应”,但偏移严重,拉动反而会使元件立起产生“立碑”现象。这是因为:(1)与元件接触较多的焊锡端得到更多热容量,从而先熔化。(2)元件两端与焊膏的粘力不同。所以应调整好元件的贴片精度,避免产生较大的贴片偏差。
5.元件重量
较轻的元件“立碑”现象的发生率较高,这是因为不均衡的张力可以很容易地拉动元件。所以在选取元件时如有可能,应优先选择尺寸重量较大的元件。
关于这些焊接缺陷的解决措施很多,但往往相互制约。如提高预热温度可有效消除立碑,但却有可能因为加热速度变快而产生大量的焊锡球。因此在解决这些问题时应从多个方面进行考虑,选择一个折衷方案。
⑥ 焊接有那些缺陷
焊接缺陷及其成因
常见的焊接外部缺陷有:尺寸不符合要求、咬边、焊瘤、弧坑及表面飞溅等。常见的焊缝内部缺陷有:夹渣及气孔等。产生焊缝缺陷的原因可用人、机、料、法、环五大因素查找。其中人是最活跃的因素。有些缺陷是焊工施焊时的习惯性动作所致,或与其尚未克服的瘤疾有关,这主要是电焊工的技术素质及责任心问题。从设备上看,我厂的电焊机均无电流表及电压表,调节手柄的数值只能作参考,因此要严格地执行焊接工艺要求是困难的。从材料上看,钢板无除锈除油工序,焊条夹头不除锈;工艺评定覆盖面不大,因我厂的材料代用较多,如可代Q2352A 钢的就有SM41B、SS41 、BCT3Cπ、RST37 等, 有时自焊, 有时互焊。虽然这些材料成分及性能相近,但是有些还存在较大差异,因此工艺参数应有相应的变化。施焊环境如空气的相对湿度、温度、风速等,都会影响焊接质量,然而有的电焊工却忽视了一点。
产生焊接缺陷的原因很多,但只要严格执行焊接工艺就能够最大限度地避免这些缺陷。为了保证焊接质量,焊缝的检验是必不可少的,如焊缝的外观检查、射线探伤及机械性能试验。经验表明,前两者的合格与否都不是后者合格与否的必要条件,只是概率的大小而已。
2. 1 焊缝尺寸不符合要求
2. 1. 1 焊缝宽度过窄
这主要是焊接电流较小、焊弧过长或焊速较快造成的。由于形成的金属熔池较小或保持时间较短,不利于钢水流动。我厂进口钢代替Q2352A 钢时常出现这一问题。这是由于进口钢一般比Q2352A 含合金元素要高些,熔点高,需要的熔化热也多。
2. 1. 2 焊缝余高过高
有时它与前一个问题同时出现。有的焊工片面地认为焊缝高点没关系,所以不习惯于0~1. 5mm 的焊缝余高,多数为上限或超高。但过高会产生应力集中,其主要原因是倒数第二层焊道接头过高,造成盖面层焊道局部超高,有时各层焊接参数不合适,各层累计超高。
2. 1. 3 角焊缝单边或下陷量过大
角焊缝单边或下陷量过大造成单位面积上承力过大,使焊接强度降低。在我厂这是个老问题。其原因是坡口不规则、间隙不均匀、焊条与工件夹角不合适以及焊接参数与工艺要求不一致等。
2. 2 弧坑
焊接弧坑多出现在列管式换热器管头焊缝或部分角焊缝,有部分弧坑在试水压时渗漏。产生弧坑的原因是熄弧时间过短或电流较大。
2. 3 咬边
在我厂大多是局部深度超标的咬边,连续咬边超标的不多。咬边使焊接强度减弱,造成局部应力集中。其主要原因是电弧热量太高,如焊接电流过大,运条速度不当,焊条角度不当等,使电弧将焊缝边缘熔化后没有得到熔敷金属的补充所留下的缺口。
2. 4 焊瘤
熔化金属流到加热不足的母材上形成了焊瘤,主要原因是焊接电流过大,焊接熔化过慢或焊条偏斜。
2. 5 严重飞溅
比较严重的是那些无探伤要求的设备,直接原因是没按规定使用焊条。受潮或变质的焊条因水分或氧化物在焊接时分解产生大量气体,部分气体溶解在金属熔滴中,在电弧高温作用下,金属熔滴中的气体发生剧烈膨胀,使熔滴炸裂形成飞溅小滴散落在焊缝两侧。
2. 6 夹渣
由于焊接电流过小或运条速度过快,金属熔池温度较低,液态金属和熔渣不易分开,或熔渣未来得及浮出,熔池已开始凝固,有时也存在清根不彻底问题。
2. 7 气孔
产生气孔的原因很多,但在我厂产生气孔的主要原因是焊材及环境因素。钢板坡口两侧不做除锈处理,Fe3O4 除本身含氧外,还含有一定的结晶水,另外在空气相对湿度较大情况下也有微小的水珠,在熔池冶金过程中,非金属元素形成非金属氧化物,由于气体在金属中的溶解度随温度降低而减少,在结晶过程中部分气体来不及逸出,气泡残留在金属内形成了气孔。
3 克服焊接缺陷应采取的措施
(1) 增强有关人员的责任心,严格执行工作标准和焊接工艺要求。
(2) 经常进行技术培训,提高操作人员及有关人员的技术素质。
(3) 保证焊接设备及附件完好,为执行焊接工艺要求提供先决条件。
(4) 增大工艺评定覆盖面,保证工艺的合理性。
⑦ 回流时间过长会带来怎么样的影响,回流焊峰值过高\
广晟德来回流焊回答自您这种情况会对线路板造成的影响有:一、温度过高对元件损伤太大,导致元件寿命缩短。 二、PCB超过TG温度就会软化,温度越高软化就越利害,变形也就月利害,虚焊、偏移、掉件、线路板气泡等不良也就会越高 三、时间过长氧化就越利害,焊点会变暗发黑,焊点空洞多。影响最厉害的不良就是如果高温状态下回流时间过长可能会造成火灾。
⑧ 回流焊的焊接缺陷
焊接加热过程中也会产生焊料塌边,这个情况出现在预热和主加热两种场合,当预热温度在几十至一百范围内,作为焊料中成分之一的溶剂即会降低粘度而流出,如果其流出的趋势十分强烈,会同时将焊料颗粒挤出焊区外形成含金颗粒,在溶融时如不能返回到焊区内,也会形成滞留焊料球。
除上面的因素外SMD元件端电极是否平整良好,电路线路板布线设计与焊区间距是否规范,助焊剂涂敷方法的选择和其涂敷精度等会是造成桥接的原因。 又称曼哈顿现象。片式元件在遭受急速加热情况下发生的翘立,这是因为急热元件两端存在的温差,电极端一边的焊料完全熔融后获得良好的湿润,而另一边的焊料完全熔融而引起湿润不良,这样促进了元件的翘立。因此,加热时要从时间要素的角度考虑,使水平方向的加热形成均衡的温度分布,避免急热的产生。
防止元件翘立的主要因素以下几点:
1.选择粘力强的焊料,焊料的印刷精度和元件的贴装精度也需提高。
2.元件的外部电极需要有良好的湿润性湿润稳定性。推荐:温度400C以下,湿度70%RH以下,进厂元件的使用期不可超过6个月。
3.采用小的焊区宽度尺寸,以减少焊料溶融时对元件端部产生的表面张力。另外可适当减小焊料的印刷厚度,如选用100um。
4.焊接温度管理条件设定对元件翘立也是一个因素。通常的目标是加热要均匀,特别是在元件两连接端的焊接圆角形成之前,均衡加热不可出现波动。 润湿不良是指焊接过程中焊料和电路基板的焊区(铜箔),或SMD的外部电极,经浸润后不生成相互间的反应层,而造成漏焊或少焊故障。其中原因大多是焊区表面受到污染或沾上阻焊剂,或是被接合物表面生成金属化合物层而引起的。譬如银的表面有硫化物,锡的表面有氧化物都会产生润湿不良。另外焊料中残留的铝、锌、镉等超过0.005%以上时,由于焊剂的吸湿作用使活化程度降低,也可发生润湿不良。因此在焊接基板表面和元件表面要做好防污措施。选择合适和焊料,并设定合理的焊接温度曲线。
回流焊接是SMT工艺中复杂而关键的工艺,涉及到自动控制、材料、流体力学和冶金等多种科学、要获得优良的焊接质量,必须深入研究焊接工艺的方方面面。
⑨ 回流焊接时,什么器件可能发生芯吸缺陷
常见的缺陷有空焊、短路、氧化、锡膏熔点未达到没能完全融化。
缺陷及原因汇总:
桥接
桥接经常出现在引脚较密的IC上或间距较小的片状元件间,这种缺陷在我们的检验标准中属于重大不良,会严重影响产品的电气性能,所以必须要加以根除。
产生桥接的主要原因是由于焊膏过量或焊膏印刷后的错位、塌边。
焊膏过量
焊膏过量是由于不恰当的模板厚度及开孔尺寸造成的。通常情况下,我们选择使用0.15mm厚度的模板。而开孔尺寸由最小引脚或片状元件间距决定。
印刷错位
在印刷引脚间距或片状元件间距小于0.65mm的印制板时,应采用光学定位,基准点设在印制板对角线处。若不采用光学定位,将会因为定位误差产生印刷错位,从而产生桥接。
焊膏塌边
造成焊膏塌边的现象有以下三种
印刷塌边
焊膏印刷时发生的塌边。这与焊膏特性,模板、印刷参数设定有很大关系:焊膏的粘度较低,保形性不好,印刷后容易塌边、桥接;模板孔壁若粗糙不平,印出的焊膏也容易发生塌边、桥接;过大的刮刀压力会对焊膏产生比较大的冲击力,焊膏外形被破坏,发生塌边的概率也大大增加。
对策:选择粘度较高的焊膏;采用激光切割模板;降低刮刀压力。
2.贴装时的塌边
当贴片机在贴装SOP、QFP类集成电路时,其贴装压力要设定恰当。压力过大会使焊膏外形变化而发生塌边。
对策:调整贴装压力并设定包含元件本身厚度在内的贴装吸嘴的下降位置。
3.焊接加热时的塌边
在焊接加热时也会发生塌边。当印制板组件在快速升温时,焊膏中的溶剂成分就会挥发出来,如果挥发速度过快,会将焊料颗粒挤出焊区,形成加热时的塌边。
对策:设置适当的焊接温度曲线(温度、时间),并要防止传送带的机械振动。
焊锡球
焊锡球也是回流焊接中经常碰到的一个问题。通常片状元件侧面或细间距引脚之间常常出现焊锡球。
焊锡球多由于焊接过程中加热的急速造成焊料的飞散所致。除了与前面提到的印刷错位、塌边有关外,还与焊膏粘度、焊膏氧化程度、焊料颗粒的粗细(粒度)、助焊剂活性等有关。
1.焊膏粘度
粘度效果较好的焊膏,其粘接力会抵消加热时排放溶剂的冲击力,可以阻止焊膏塌落。
2.焊膏氧化程度
焊膏接触空气后,焊料颗粒表面可能产生氧化,而实验证明焊锡球的发生率与焊膏氧化物的百分率咸正比。一般焊膏的氧化物应控制在0.03%左右,最大值不要超过0.15%。
3.焊料颗粒的粗细
焊料颗粒的均匀性不一致,若其中含有大量的20μm以下的粒子,这些粒子的相对面积较大,极易氧化,最易形成焊锡球。另外在溶剂挥发过程中,也极易将这些小粒子从焊盘上冲走,增加焊锡球产生的机会。一般要求25um以下粒子数不得超过焊料颗粒总数的5%。
4.焊膏吸湿
这种情况可分为两类:焊膏使用前从冰箱拿出后立即开盖致使水汽凝结;再流焊接前干燥不充分残留溶剂,焊膏在焊接加热时引起溶剂、水分的沸腾飞溅,将焊料颗粒溅射到印制板上形成焊锡球。根据这两种不同情况,我们可采取以下两种不同措施:
(1)焊膏从冰箱中取出,不应立即开盖,而应在室温下回温,待温度稳定后开盖使用。
(2)调整回流焊接温度曲线,使焊膏焊接前得到充分的预热。
5.助焊剂活性
当助焊剂活性较低时,也易产生焊锡球。免洗焊锡的活性一般比松香型和水溶型焊膏的活性稍低,在使用时应注意其焊锡球的生成情况。
6.网板开孔
合适的模板开孔形状及尺寸也会减少焊锡球的产生。一般地,模板开孔的尺寸应比相对应焊盘小10%,同时采用一些模板开孔设计。
7.印制板清洗
印制板印错后需清洗,若清洗不干净,印制板表面和过孔内就会有残余的焊膏,焊接时就会形成焊锡球。因此要加强操作员在生产过程中的责任心,严格按照工艺要求进行生产,加强工艺过程的质量控制。
立碑
在表面贴装工艺的回流焊接过程中,贴片元件会产生因翘立而脱焊的缺陷,人们形象地称之为“立碑”现象(也有人称之为“曼哈顿”现象)。
“立碑”现象常发生在CHIP元件(如贴片电容和贴片电阻)的回流焊接过程中,元件体积越小越容易发生。特别是1005或更小钓0603贴片元件生产中,很难消除“立碑”现象。
“立碑”现象的产生是由于元件两端焊盘上的焊膏在回流熔化时。
1.预热期
当预热温度设置较低、预热时间设置较短,元件两端焊膏不同时熔化的概率就大大增加,从而导致两端张力不平衡形成“立碑”,因此要正确设置预热期工艺参数。根据我们的经验,预热温度一般150+10℃,时间为60-90秒左右。
2.焊盘尺寸
设计片状电阻、电容焊盘时,应严格保持其全面的对称性,即焊盘图形的形状与尺寸应完全一致,以保证焊膏熔融时,作用于元件上焊点的合力为零,以利于形成理想的焊点。设计是制造过程的第一步,焊盘设计不当可能是元件竖立的主要原因。具体的焊盘设计标准可参阅IPC-782《表面贴装设计与焊盘布局标准入事实上,超过元件太多的焊盘可能允许元件在焊锡湿润过程中滑动,从而导致把元件拉出焊盘的一端。
对于小型片状元件,为元件的一端设计不同的焊盘尺寸,或者将焊盘的一端连接到地线板上,也可能导致元件竖立。不同焊盘尺寸的的使用可能造成不平衡的焊盘加热和锡膏流动时间。在回流期间,元件简直是飘浮在液体的焊锡上,当焊锡固化时达到其最终位置。焊盘上不同的湿润力可能造成附着力的缺乏和元件的旋转。在一些情况中,延长液化温度以上的时间可以减少元件竖立。
3.焊膏厚度
当焊膏厚度变小时,立碑现象就会大幅减小。这是由于:(1)焊膏较薄,焊膏熔化时的表面张力随之减小。(2)焊膏变薄,整个焊盘热容量减小,两个焊盘上焊膏同时熔化的概率大大增加。焊膏厚度是由模板厚度决定的,表2是使用o.1mm与0.2mm厚模板的立碑现象比较,采用的是1608元件。一般在使用1608以下元件时,采用0.15mm以下模板。
4.贴装偏移
一般情况下,贴装时产生的元件偏移,在回流过程中会由于焊膏熔化时的表面张力拉动元件而自动纠正,我们称之为“自适应”,但偏移严重,拉动反而会使元件立起产生“立碑”现象。这是因为:(1)与元件接触较多的焊锡端得到更多热容量,从而先熔化。(2)元件两端与焊膏的粘力不同。所以应调整好元件的贴片精度,避免产生较大的贴片偏差。
5.元件重量
较轻的元件“立碑”现象的发生率较高,这是因为不均衡的张力可以很容易地拉动元件。所以在选取元件时如有可能,应优先选择尺寸重量较大的元件。
关于这些焊接缺陷的解决措施很多,但往往相互制约。如提高预热温度可有效消除立碑,但却有可能因为加热速度变快而产生大量的焊锡球。因此在解决这些问题时应从多个方面进行考虑,选择一个折衷方案。