1. SMT焊接常見缺陷原因有哪些
常見的缺陷有空焊、短路、氧化、錫膏熔點未達到沒能完全融化。
缺陷及原因匯總:
橋接
橋接經常出現在引腳較密的IC上或間距較小的片狀元件間,這種缺陷在我們的檢驗標准中屬於重大不良,會嚴重影響產品的電氣性能,所以必須要加以根除。
產生橋接的主要原因是由於焊膏過量或焊膏印刷後的錯位、塌邊。
焊膏過量
焊膏過量是由於不恰當的模板厚度及開孔尺寸造成的。通常情況下,我們選擇使用0.15mm厚度的模板。而開孔尺寸由最小引腳或片狀元件間距決定。
印刷錯位
在印刷引腳間距或片狀元件間距小於0.65mm的印製板時,應採用光學定位,基準點設在印製板對角線處。若不採用光學定位,將會因為定位誤差產生印刷錯位,從而產生橋接。
焊膏塌邊
造成焊膏塌邊的現象有以下三種
1.印刷塌邊
焊膏印刷時發生的塌邊。這與焊膏特性,模板、印刷參數設定有很大關系:焊膏的粘度較低,保形性不好,印刷後容易塌邊、橋接;模板孔壁若粗糙不平,印出的焊膏也容易發生塌邊、橋接;過大的刮刀壓力會對焊膏產生比較大的沖擊力,焊膏外形被破壞,發生塌邊的概率也大大增加。
對策:選擇粘度較高的焊膏;採用激光切割模板;降低刮刀壓力。
2.貼裝時的塌邊
當貼片機在貼裝SOP、QFP類集成電路時,其貼裝壓力要設定恰當。壓力過大會使焊膏外形變化而發生塌邊。
對策:調整貼裝壓力並設定包含元件本身厚度在內的貼裝吸嘴的下降位置。
3.焊接加熱時的塌邊
在焊接加熱時也會發生塌邊。當印製板組件在快速升溫時,焊膏中的溶劑成分就會揮發出來,如果揮發速度過快,會將焊料顆粒擠出焊區,形成加熱時的塌邊。
對策:設置適當的焊接溫度曲線(溫度、時間),並要防止傳送帶的機械振動。
焊錫球
焊錫球也是迴流焊接中經常碰到的一個問題。通常片狀元件側面或細間距引腳之間常常出現焊錫球。
焊錫球多由於焊接過程中加熱的急速造成焊料的飛散所致。除了與前面提到的印刷錯位、塌邊有關外,還與焊膏粘度、焊膏氧化程度、焊料顆粒的粗細(粒度)、助焊劑活性等有關。
1.焊膏粘度
粘度效果較好的焊膏,其粘接力會抵消加熱時排放溶劑的沖擊力,可以阻止焊膏塌落。
2.焊膏氧化程度
焊膏接觸空氣後,焊料顆粒表面可能產生氧化,而實驗證明焊錫球的發生率與焊膏氧化物的百分率咸正比。一般焊膏的氧化物應控制在0.03%左右,最大值不要超過0.15%。
3.焊料顆粒的粗細
焊料顆粒的均勻性不一致,若其中含有大量的20μm以下的粒子,這些粒子的相對面積較大,極易氧化,最易形成焊錫球。另外在溶劑揮發過程中,也極易將這些小粒子從焊盤上沖走,增加焊錫球產生的機會。一般要求25um以下粒子數不得超過焊料顆粒總數的5%。
4.焊膏吸濕
這種情況可分為兩類:焊膏使用前從冰箱拿出後立即開蓋致使水汽凝結;再流焊接前乾燥不充分殘留溶劑,焊膏在焊接加熱時引起溶劑、水分的沸騰飛濺,將焊料顆粒濺射到印製板上形成焊錫球。根據這兩種不同情況,我們可採取以下兩種不同措施:
(1)焊膏從冰箱中取出,不應立即開蓋,而應在室溫下回溫,待溫度穩定後開蓋使用。
(2)調整迴流焊接溫度曲線,使焊膏焊接前得到充分的預熱。
5.助焊劑活性
當助焊劑活性較低時,也易產生焊錫球。免洗焊錫的活性一般比松香型和水溶型焊膏的活性稍低,在使用時應注意其焊錫球的生成情況。
6.網板開孔
合適的模板開孔形狀及尺寸也會減少焊錫球的產生。一般地,模板開孔的尺寸應比相對應焊盤小10%,同時推薦採用一些模板開孔設計。
7.印製板清洗
印製板印錯後需清洗,若清洗不幹凈,印製板表面和過孔內就會有殘余的焊膏,焊接時就會形成焊錫球。因此要加強操作員在生產過程中的責任心,嚴格按照工藝要求進行生產,加強工藝過程的質量控制。
立碑
在表面貼裝工藝的迴流焊接過程中,貼片元件會產生因翹立而脫焊的缺陷,人們形象地稱之為「立碑」現象(也有人稱之為「曼哈頓」現象)。
「立碑」現象常發生在CHIP元件(如貼片電容和貼片電阻)的迴流焊接過程中,元件體積越小越容易發生。特別是1005或更小釣0603貼片元件生產中,很難消除「立碑」現象。
「立碑」現象的產生是由於元件兩端焊盤上的焊膏在迴流熔化時。
1.預熱期
當預熱溫度設置較低、預熱時間設置較短,元件兩端焊膏不同時熔化的概率就大大增加,從而導致兩端張力不平衡形成「立碑」,因此要正確設置預熱期工藝參數。根據我們的經驗,預熱溫度一般150+10℃,時間為60-90秒左右。
2.焊盤尺寸
設計片狀電阻、電容焊盤時,應嚴格保持其全面的對稱性,即焊盤圖形的形狀與尺寸應完全一致,以保證焊膏熔融時,作用於元件上焊點的合力為零,以利於形成理想的焊點。設計是製造過程的第一步,焊盤設計不當可能是元件豎立的主要原因。具體的焊盤設計標准可參閱IPC-782《表面貼裝設計與焊盤布局標准入事實上,超過元件太多的焊盤可能允許元件在焊錫濕潤過程中滑動,從而導致把元件拉出焊盤的一端。
對於小型片狀元件,為元件的一端設計不同的焊盤尺寸,或者將焊盤的一端連接到地線板上,也可能導致元件豎立。不同焊盤尺寸的的使用可能造成不平衡的焊盤加熱和錫膏流動時間。在迴流期間,元件簡直是飄浮在液體的焊錫上,當焊錫固化時達到其最終位置。焊盤上不同的濕潤力可能造成附著力的缺乏和元件的旋轉。在一些情況中,延長液化溫度以上的時間可以減少元件豎立。
3.焊膏厚度
當焊膏厚度變小時,立碑現象就會大幅減小。這是由於:(1)焊膏較薄,焊膏熔化時的表面張力隨之減小。(2)焊膏變薄,整個焊盤熱容量減小,兩個焊盤上焊膏同時熔化的概率大大增加。焊膏厚度是由模板厚度決定的,表2是使用o.1mm與0.2mm厚模板的立碑現象比較,採用的是1608元件。一般在使用1608以下元件時,推薦採用0.15mm以下模板。
4.貼裝偏移
一般情況下,貼裝時產生的元件偏移,在迴流過程中會由於焊膏熔化時的表面張力拉動元件而自動糾正,我們稱之為「自適應」,但偏移嚴重,拉動反而會使元件立起產生「立碑」現象。這是因為:(1)與元件接觸較多的焊錫端得到更多熱容量,從而先熔化。(2)元件兩端與焊膏的粘力不同。所以應調整好元件的貼片精度,避免產生較大的貼片偏差。
5.元件重量
較輕的元件「立碑」現象的發生率較高,這是因為不均衡的張力可以很容易地拉動元件。所以在選取元件時如有可能,應優先選擇尺寸重量較大的元件。
關於這些焊接缺陷的解決措施很多,但往往相互制約。如提高預熱溫度可有效消除立碑,但卻有可能因為加熱速度變快而產生大量的焊錫球。因此在解決這些問題時應從多個方面進行考慮,選擇一個折衷方案。
2. 影響焊接性能的因素有什麼
【科隆威觀點】把影響焊接性能的因素分為四個因素:
第一、工內藝因素
焊接前處理方式容,處理的類型,方法,厚度,層數。處理後到焊接的時間內是否加熱,剪切或經過其他的加工方式。
第二、焊接工藝的設計:焊區、布線、焊接物
第三、焊接條件
指焊接溫度與時間,預熱條件,加熱,冷卻速度焊接加熱的方式,熱源的載體的形式(波長,導熱速度等)
第四、焊接材料:焊劑、焊料、母材、焊膏的粘度、基板的材料
3. 什麼情況會影響焊接
1、焊料與母材差別加大,融合不良(選擇正確焊接材料)2、焊料潮濕,焊接時氫化裂紋導致(做好焊料防潮工作)3、焊接應力大,沒做去除焊接應力措施(可趁熱錘擊或退火處理)4、材料薄,焊接參數設置有誤,導致焊接質量差,燒穿等其他原因。
對於鋼鐵材料來講,可歸納為材料、設計、工藝及服役環境等四類因素。(1) 材料因素:包括鋼的化學成分、冶煉軋制狀態、熱處理狀態、組織狀態和力學性能等,其中化學成分(包括雜質的分布)是主要的影響因素。 對於焊接性影響較大的元素有碳、硫、磷、氫、氧、氮,還有合金元素猛、硅、格、鎮、鉬、欽、銀、鎇、銅、硼等。 (2) 設計因素:指結構形式的影響。例如結構的剛度過大、介面斷面的突變、焊接接頭的缺口效應、過大的焊縫體積等,都是不同程度地造成脆性破壞的條件。 在某些部位,焊縫過度集中和多向應力狀態對結構的安全性也有不良影響。(3) 工藝因素:包括施工時所採用的焊接方法、焊接工藝規程 (如焊接參數、焊接材料、預熱、後熱等)和焊後熱處理等,這些都會影響焊接性。
(4) 服役環境因素:是指焊接結構的工作溫度、負荷條件(動載、靜載、沖擊、高速等)和工作環境(化工區、沿海及腐蝕介質等)。
在焊接過程中焊縫沒有開裂,在使用中開裂的原因很多1、焊接應力沒有去除(如沒有進行回火或消氫處理),2、有一種焊接裂紋叫氫致裂紋(它的開裂時間可以在焊後開裂也可能焊後幾個小時或更長時間)3、這是由於焊縫中的氫白點或氫氣孔引起的。
4. 哪些因素影響SMT貼片過迴流焊品質
1、焊錫膏的影響
SMT貼片中迴流焊的品質受諸多因素的影響,最重要的因素是迴流焊爐的溫度曲線及焊錫膏的成分參數。現在常用的高性能再流焊爐,已能比較方便地精確控制、調整溫度曲線.相比之下,在高密度與小型化的趨勢中,焊錫膏的印刷就成了再流焊質量的關鍵。
焊錫膏合金粉末的顆粒形狀與窄間距器件的焊接質量有關,焊錫膏的粘度與成分也必須選用適當。另外,焊錫膏一般冷藏儲存,取用時待恢復到室溫後,才能開蓋,要特別注意避免因溫差使焊錫膏混入水汽,需要時用攪拌機攪勻焊錫膏。
2、迴流焊工藝的影響
在排除了焊錫膏印刷工藝與貼片工藝的品質異常之後,迴流焊工藝本身也會導致以下品質異常:
1)、冷焊通常是再流焊溫度偏低或再流區的時間不足;
2)、連錫電路板或元器件受潮,含水分過多易引起錫爆產生連錫;
3)、錫珠預熱區溫度爬升速度過快(一般要求,溫度上升的斜率小於3度每秒);
4)、裂紋一般是降溫區溫度下降過快(一般有鉛焊接的溫度下降斜率小於4度每秒);
3、焊接設備的影響
有時候迴流焊設備本身的傳送帶震動過大也是影響焊接質量的因素之一。
5. smt焊接氣泡產生的原因
焊點氣泡產生主要原因為材料受潮所導致,
建議:
1.更換新錫膏,不要使用二次回內溫錫膏。錫膏一定要充分回溫。容
2.分別對PCB和CSP晶體進行烘烤,排除零件中的水分,如果OK,以後可以烘烤後再上線;
3.控制好車間的濕度,錫膏超過30分鍾不用立即收起。
4.適當提高恆溫區時間。
如果以上都做了氣飽還是超過25%,建議更換一個牌子的錫膏試一試,
部分品牌或批次的錫膏會有異常。
6. 哪些因素影響SMT貼片過迴流焊設備工藝質量
元器件:元器件的類型、型號、標稱值和極性等特徵需完全符合產品的裝配圖和明細表要求。
位置:在貼裝過程中,要保障元器件的端頭或者引腳要對齊或者居中,元器件的焊端接觸錫膏圖形要准確,元器件的貼裝位置精準。
壓力:在smt貼裝過程中要把控好壓力,切勿過低或者過高,若壓力過低則容易出現焊膏沾不住元器件,導致進行迴流焊時產生位置移動,壓力過大時,容易造成錫膏粘連。
pcb線路板:pcb板作為smt貼片加工的基板,pcb的質量也影響著smt工藝的質量。
爐溫曲線:當pcb板、元器件、焊膏印刷都正常的情況下,那麼產品是否合格的關鍵因素即是爐溫的曲線設定。
設備:工欲善其事,必先利其器,在進行smt貼裝時,需要利用生產設備和生產設備的性能來進行貼裝,所以設備是smt大批量精細化生產的必備手段。
鋼網:鋼網厚度的設定和開窗設計直接影響著smt貼片加工的質量。
smt貼片廠家:選擇一家優質的貼片廠家可以保障smt貼片加工的質量,smt貼片加工工藝的差別會直接導致設備的利用率、直通率、良品率。
7. 影響焊接質量因素有哪些
熱源的性質(即焊接熱源集中性)、焊接規范,就是指焊速與能量、被焊工件的熱物理性質,熱傳導率、熱擴散系數、表面傳熱系數,比焓等。焊件的尺寸及形狀。
8. SMT貼片中為什麼會出現空洞、裂紋及焊接面(微孔)的情況呢
smt貼片加工中造成空洞、裂紋的原因很多,主要有以下方面因素:
1、焊接面(pcb焊盤與元件焊端表面)存在浸潤不良;
2、焊料氧化;
3、焊接面各種材料的膨脹系數不匹配,焊點凝固時不平穩
4、再流焊溫度曲線的設置未能使焊音中的有機揮發物及水分在進入迴流區前揮發。
無鉛焊料的問題是高溫、表面張力大、黏度大。表面張力的增加勢必會使氣體在冷卻階段的外逸更困難,氣體不容易排出來,使空洞的比例增加。因此,smt貼片中無鉛焊點中的氣孔、空洞比較多。
另外,由於無鉛焊接溫度比有鉛焊接高,尤其大尺寸、多層板,以及有熱容量大的元器件時,峰值溫度往往要達到260℃左右,冷卻凝固到室溫的溫差大,因此,無鉛焊點的應力也比較大。再加上較多的imc,imc的熱膨脹系數比較大,在高溫工作或強機械沖擊下容易產生開裂。
qfp、chp元件及bga焊點空洞,分布在焊接界面的空洞會影響pcba中個元器件的連接強度;soj引腳焊點裂紋及bga焊球與焊盤界面的裂紋缺陷,焊點裂紋和焊接界面的裂紋都會影響pcba產品的長期可靠性。
9. 影響焊接性的因素有那些
隨著越來越多的無鉛電子產品上市,可靠性問題成為許多人關注的焦點問題。與其它無鉛相關問題(如合金選擇、工藝窗口等)不同,在可靠性方面,我們經常會聽到分歧很大的觀點。一開始,我們聽到許多「專家」說無鉛要比錫鉛更可靠。就在我們信以為真時,又有「專家」說錫鉛要比無鉛更可靠。我們到底應該相信哪一個呢?這要視具體情況而定。
無鉛焊接互連可靠性是一個非常復雜的問題,它取決於許多因素,我們簡單列舉以下七個方面的因素:
1)取決於焊接合金。對於迴流焊,「主流的」無鉛焊接合金是Sn-Ag-Cu(SAC),而波峰焊則可能是SAC或Sn-Cu。SAC合金和Sn-Cu合金擁有不同的可靠性性能。
2)取決於工藝條件。對於大型復雜電路板,焊接溫度通常為260(C,這可能會給PCB和元器件的可靠性帶來負面影響,但它對小型電路板的影響較小,因為最大迴流焊溫度可能會比較低。
3)取決於PCB層壓材料。某些PCB (特別是大型復雜的厚電路板)根據層壓材料的屬性,可能會由於無鉛焊接溫度較高,而導致分層、層壓破裂、Cu裂縫、CAF (傳導陽極絲須)失效等故障率上升。它還取決於PCB表面塗層。例如,經過觀察發現,焊接與Ni層(從ENIG塗層)之間的接合要比焊接與Cu (如OSP和浸銀)之間的接合更易斷裂,特別是在機械撞擊下(如跌落測試中)。此外,在跌落測試中,無鉛焊接會發生更多的PCB破裂。
4)取決於元器件。某些元器件,如塑料封裝的元器件、電解電容器等,受到提高的焊接溫度的影響程度要超過其它因素。其次,錫絲是使用壽命長的高端產品中精細間距的元器件更加關注的另一個可靠性問題。此外,SAC合金的高模量也會給元器件帶來更大的壓力,給低k介電系數的元器件帶來問題,這些元器件通常會更加易失效。
5)取決於機械負荷條件。SAC合金的高應力率靈敏度要求更加註意無鉛焊接界面在機械撞擊下的可靠性(如跌落、彎曲等),在高應力速率下,應力過大會導致焊接互連(和/或PCB)易斷裂。
6)取決於熱機械負荷條件。在熱循環條件下,蠕變/疲勞交互作用會通過損傷積聚效應而導致焊點失效(即組織粗化/弱化,裂紋出現和擴大),蠕變應力速率是一個重要因素。蠕變應力速率隨著焊點上的熱機械載荷幅度變化,從而SAC焊點在「相對溫和」的條件下能夠比Sn-Pb焊點承受更多的熱循環,但在「比較嚴重」的條件下比Sn-Pb焊點承受更少的熱循環。熱機械負荷取決於溫度范圍、元器件尺寸及元器件和基底之間的CTE不匹配程度。
例如,有報告顯示,在通過熱循環測試的同一塊電路板上,帶有Cu引線框的元器件在SAC焊點中經受的熱循環數量要高於Sn-Pb焊點,而採用42合金引線框的元器件(其PCB的CTE不匹配程度更高)在SAC合金焊點中比Sn-Pb焊點將提前發生故障。也是在同一塊電路板上,0402陶瓷片狀器件的焊點在SAC中通過的熱循環數量要超過Sn-Pb,而2512元器件則相反。再舉一個例子,許多報告稱,在0℃和100℃之間熱循環時,FR4上1206陶瓷電阻器的焊點在無鉛焊接中發生故障的時間要晚於Sn-Pb,而在溫度極限是-40℃和150℃時,這一趨勢則恰好相反。
7)取決於「加速系數」。這也是一個有趣的、關系非常密切的因素,但這會使整個討論變得復雜得多,因為不同的合金(如SAC與Sn-Pb)有不同的加速系數。因此,無鉛焊接互連的可靠性取決於許多因素。這些因素錯綜復雜、相互影響,其詳細討論可以
10. STM貼片迴流焊接質量的影響因素有哪些
靖邦科技的經驗:1.Smt貼片加工印刷工藝的影響。
2.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smt貼片加工焊點質量有影響。
3.貼裝工藝的影響。貼裝元件要正確,否則焊接後產品不能通過測試。