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  • SMT貼片影響回流焊接質量的因素
  • 本站編輯:杭州助亮電子有限公司發布日期:2019-12-31 11:08 瀏覽次數:

  回流焊是SMT關鍵工藝之一,表面組裝的質量直接體現在回流焊結果中。但回流焊中出現的焊接質量問題不完全是回流焊工藝造成的,因為回流焊質量除了與溫度曲線有直接關系以外,還與生產線設備條件、PCB焊盤的可生產性設計、元器件可焊性、焊膏質量、PCB的加工質量以及SMT每道工序的工藝參數,甚至與操作人員的操作習慣都有密切的關系。

  (1)生產物料對回流焊接質量的影響。

  ①元器件的影響。當元器件焊端或引腳被氧化或污染了,回流焊接時會產生潤濕不良、虛焊、空洞等焊接缺陷。元器件共面性不好,也會導致焊接時產生虛焊等焊接缺陷。

  ②PCB的影響。SMT的組裝質量與PCB焊盤設計有直接的、十分重要的關系。如果PCB焊盤設計正確,貼裝時少量的歪斜可以在回流焊時,由于熔融焊料表面張力的作用而得到糾正;相反,如果PCB焊盤設計不正確,即使貼裝位置十分準確,回流焊后反而會出現元件位置偏移、立碑等焊接缺陷。SMT組裝質量與PCB焊盤質量也有一定的關系,PCB焊盤在氧化、污染或受潮等情況下,回流焊時會產生潤濕不良、虛焊、焊料球、空洞等焊接缺陷。

  ③焊膏的影響。焊膏中的金屬粉末含量、金屬粉末的含氧量、黏度、觸變性、印刷性都有一定的要求。如果焊膏金屬粉末含量高,回流升溫時金屬粉末隨著溶劑的蒸發而飛濺,如果金屬粉末的含氧量高,還會加劇飛濺,形成焊料球,同時還會引起不潤濕等缺陷。另外,如果焊膏黏度過低或者焊膏的觸變性不好,印刷后焊膏圖形就會塌陷,甚至造成粘連,回流焊時就會形成焊料球、橋接等焊接缺陷。如果焊膏的印刷性不好,印刷時焊膏只是在模板上滑動,此時是根本印不上焊膏的。如果焊膏從冰箱中取出直接使用,會產生水汽凝結,當回流升溫時,水汽蒸發帶出金屬粉末,在高溫下水汽會使金屬粉末氧化、飛濺形成焊料球,還會產生潤濕不良等問題。

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  (2)生產設備對回流焊接質量的影響。回流焊質量與生產設備有著十分密切的關系。影響回流焊接質量的主要因素如下:

  ①印刷設備。印刷機的印刷精度和重復精度會對印刷結果起到一定的作用,最終影響到回流焊質量;模板質量最終也會影響到印刷結果,即焊接質量。模板厚度和開口尺寸確定了焊膏的印刷量,焊膏量過多會產生橋接,焊膏量過少會產生焊錫不足或虛焊。模板開口形狀及開口是否光滑也會影響印刷質量,模板開口一定要喇叭口向下,否則脫模時會在喇叭口倒角處殘留焊膏。

  ②回流焊接設備。回流爐溫度控制精度應達到士(0.1~0.2)Y;回流爐傳送帶橫向溫差要求在±5Y以下,否則很難保證焊接質量;回流廬傳送帶寬度要滿足最大PCB尺寸要求;回流爐中加熱區長度越長、加熱區數量越多,越容易調整溫度曲線。中、小批量生產選擇4~5個溫區,加熱區長度為1.8m左右,就能滿足要求。上下加熱器應獨立控溫,便于調整和控制溫度曲線;回流爐最高加熱溫度一般為300-350考慮無鉛焊料或金屬基板,則應選擇350龍以上;回流爐傳送帶運行要平穩,傳送帶震動會造成移位、立碑、冷焊等焊接缺陷。

  (3)生產對回流焊接質量的影響。

  ①印刷工藝的影響。印刷工藝參數,如刮刀速度、刮刀壓力、刮刀與模板的角度及焊膏的黏度之間都存在著一定的制約關系。因此,只有正確控制這些參數,才能保證焊膏的印刷質量,進而保證焊接效果。對回收焊膏的使用與管理,環境溫度、濕度以及環境衛生都對焊點質量有影響。回收的焊膏與新焊膏要分別存放。環境溫度過高會降低焊膏黏度;濕度過大時焊膏會吸收空氣中的水分,濕度小時會加速焊膏中溶劑的揮發。環境中灰塵混入焊膏中會使焊點產生針孔。

  ②貼裝工藝的影響。貼裝元件應正確,否則焊接后產品不能通過測試。元器件貼裝位置要滿足工藝要求,元器件的焊端或引腳和焊盤圖形要盡量對齊、居中。對于片式元件,當貼裝時其中一個焊端沒有搭接到焊盤上,回流焊時就會產生移位或者立碑。對于IC器件,回流焊時自定位效應較小,貼裝偏移不能通過回流焊糾正。因此貼裝時,如果貼裝位置超出允許偏差范圍,必須進行人工校正后再進入回流爐焊接。貼片壓力要恰當。壓力不足,元器件焊端或引腳浮在焊膏表面,焊膏粘不住元器件,在傳遞和回流焊時容易產生位置移動。此外,由于z軸高度過高,貼片時元件從高處扔下,會造成貼片位置偏移;貼裝壓力過大,焊膏擠出量過多,容易造成焊膏粘連,回流時容易產生橋接,嚴重時還會損壞元器件。

  ③回流工藝的影響。回流溫度曲線是保證回流焊接質量的關鍵,實際溫度曲線和焊膏溫度曲線的升溫速率和峰值溫度應基本一致。如果升溫速率太快,一方面使元器件及PCB受熱太快,易損壞元器件,造成PCB變形;另一方面,焊膏中的溶劑揮發速度加快,容易濺出金屬成分,產生焊料球。峰值溫度一般應設定在比焊膏金屬熔點高30~40龍,回流時間為30~60so峰值溫度低或回流時間短,會使焊接不充分,嚴重時會造成焊膏不熔。峰值溫度過高或回流時間長,會造成金屬粉末氧化,還會增加金屬間化合物的形成,使焊點發脆,影響焊點強度,甚至會損壞元器件和PCB。

  總之,從以上分析可以看出,回流焊質量與PCB焊盤設計、元器件可焊性、焊膏質量、PCB的加工質量、生產線設備以及SMT每道工序的工藝參數,甚至與操作人員的操作習慣都有密切的關系。同時也可以看出,PCB設計、PCB加工質量、元器件和焊膏質量是保證回流焊質量的基礎,因為這些問題在生產工藝中是很難甚至是無法解決的。因此只要PCB設計正確,元器件和焊膏都是合格的,回流焊質量是可以通過印刷、貼裝及每道工序的工藝過程來控制的。


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