分析可能影響SMT焊接質(zhì)量的元素

隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)具有多功能，微型化，高密度，高性能和高質(zhì)量的電子產(chǎn)品提出了越來(lái)越高的要求。因此，對(duì)于SMT行業(yè)而言，高焊接質(zhì)量是電子產(chǎn)品的生命保險(xiǎn)。

然而，在實(shí)際制造中，通常會(huì)發(fā)生焊接缺陷，特別是在回流階段。實(shí)際上，此階段出現(xiàn)的焊接問(wèn)題并非完全由回流技術(shù)引起，因?yàn)镾MT焊接質(zhì)量與PCB焊盤的可制造性，鋼網(wǎng)設(shè)計(jì)，組件和PCB焊盤的可焊性，制造設(shè)備狀態(tài)，焊料質(zhì)量密切相關(guān)。每個(gè)環(huán)節(jié)的粘貼和技術(shù)參數(shù)以及每個(gè)工人的操作技能。

此過(guò)程的每個(gè)環(huán)節(jié)都可能出現(xiàn)問(wèn)題，從而影響SMT的焊接質(zhì)量。在本文中，將討論和分析可能影響SMT焊接質(zhì)量的元素，以避免在實(shí)際制造中出現(xiàn)類似問(wèn)題。

BOM準(zhǔn)備

作為SMT中最重要的復(fù)合材料之一，BOM的質(zhì)量和性能與回流焊接的質(zhì)量直接相關(guān)。具體來(lái)說(shuō)，必須考慮以下方面：

a.組件包裝必須滿足安裝規(guī)程的自動(dòng)安裝要求。

b.零件圖形必須滿足自動(dòng)SMT的要求，因?yàn)樗仨毦哂懈叱叽缇鹊臉?biāo)準(zhǔn)形狀。

c.組件的可焊端和PCB焊盤的焊接質(zhì)量應(yīng)滿足回流焊的要求，并且組件和焊盤的可焊端不得被污染或氧化。如果組件和PCB焊盤的可焊接端遭受氧化，污染或潮濕，則可能會(huì)發(fā)生一些焊接缺陷，例如潤(rùn)濕不良，偽焊接，焊珠或空腔。對(duì)于濕度傳感器和PCB管理尤其如此。濕度傳感器必須在真空包裝后存儲(chǔ)在干燥箱中，并且有必要在下一次制造之前進(jìn)行烘烤。

PCB焊盤的可制造性設(shè)計(jì)

SMT的水平取決于PCB設(shè)計(jì)質(zhì)量，并且是影響表面安裝質(zhì)量的第一要素?；趤?lái)自HP的統(tǒng)計(jì)，70％至80％的制造缺陷從派生PCB設(shè)計(jì)問(wèn)題在基板材料的選擇，換算元件布局，焊盤和導(dǎo)熱焊盤設(shè)計(jì)，焊料掩模設(shè)計(jì)，組件的封裝類型，組件的方法，透射邊界，通過(guò)定位，光學(xué)定位點(diǎn)，EMC（電磁兼容性）等。

對(duì)于具有正確焊盤設(shè)計(jì)的PCB，即使在表面安裝過(guò)程中發(fā)生了少許歪斜，也可以在熔融錫的表面張力的作用下對(duì)其進(jìn)行校正，這稱為自動(dòng)定位或自校正效應(yīng)。但是，如果PCB焊盤的設(shè)計(jì)不正確，即使安裝位置非常準(zhǔn)確，焊接缺陷仍然會(huì)遇到，例如元件位置偏移和立碑。因此，在SMT焊盤設(shè)計(jì)方面必須仔細(xì)考慮以下方面。

?焊盤的對(duì)稱性。為了避免回流焊后的位置偏移和立碑問(wèn)題，對(duì)于0805及以下的芯片組件，兩端的焊盤在焊盤尺寸以及吸熱和散熱能力方面應(yīng)保持對(duì)稱，以保持熔化表面張力的平衡。錫焊。如果一端在大銅箔上，建議使用單線連接來(lái)連接大銅箔上的焊盤。

?焊盤之間的空間。為了確保組件末端或引腳與焊盤之間的搭接尺寸合適，當(dāng)焊盤之間的空間太大或太小時(shí)，往往會(huì)導(dǎo)致焊接缺陷。

?焊盤的剩余尺寸必須確保組件末端或引腳與焊盤之間搭接后的彎月形焊接點(diǎn)。

?焊盤的寬度應(yīng)與組件末端或引腳的寬度基本兼容。

?請(qǐng)勿在焊盤上放置通孔。否則，在回流焊接過(guò)程中，熔化的錫可能會(huì)沿著通孔流走，從而導(dǎo)致偽焊接和錫不足。它可能會(huì)流到電路板的另一側(cè)，從而引起短路。

錫膏印刷

錫膏印刷技術(shù)的主要目的是解決與錫膏印刷量（錫膏的填充量和轉(zhuǎn)移量）不兼容的問(wèn)題。根據(jù)專業(yè)統(tǒng)計(jì)，在正確設(shè)計(jì)PCB的情況下，有60％的返工PCB是由于不良的錫膏印刷而導(dǎo)致的。在焊膏印刷中，必須記住三個(gè)重要的“ S”：焊膏，鋼網(wǎng)和刮板。如果選擇正確，則可獲得出色的印刷效果。

?焊錫膏的質(zhì)量

作為回流焊接的必要材料，焊膏是一種由合金粉末和焊劑（松香，稀釋劑，穩(wěn)定劑等）均勻混合而成的焊膏，其中合金粉末是構(gòu)成焊點(diǎn)的關(guān)鍵元素。助焊劑是消除表面氧化，提高潤(rùn)濕性和確保焊膏質(zhì)量的關(guān)鍵材料。

就質(zhì)量而言，一般而言，80％至90％的焊膏屬于金屬合金，而占其體積的50％。焊膏質(zhì)量保障主要來(lái)自兩個(gè)方面：存儲(chǔ)和應(yīng)用。焊膏通常存儲(chǔ)在0到10℃之間，或者根據(jù)制造商的要求進(jìn)行存儲(chǔ)。

對(duì)于其應(yīng)用，SMT車間的溫度必須為25℃±3℃，濕度必須為50％±10％。而且，它的恢復(fù)時(shí)間必須為4小時(shí)以上，并且在使用前必須進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，以使其粘度具有出色的適印性和脫模變形性。涂完錫膏后必須正確放置錫膏蓋，涂有錫膏的電路板必須在兩個(gè)小時(shí)內(nèi)進(jìn)行回流焊接。

?鋼網(wǎng)設(shè)計(jì)

鋼網(wǎng)的關(guān)鍵功能在于在PCB焊盤上均勻地涂上焊膏。鋼網(wǎng)是印刷技術(shù)中必不可少的，其質(zhì)量直接影響錫膏印刷的質(zhì)量。到目前為止，共有三種制造鋼網(wǎng)的方法：化學(xué)腐蝕，激光切割和電鍍。在以下方面得到充分考慮和適當(dāng)處理之前，將無(wú)法確保模具設(shè)計(jì)。

a.鋼板的厚度。為了保證焊膏的數(shù)量和焊接質(zhì)量，鋼網(wǎng)的表面必須光滑且平整，鋼板厚度的選擇應(yīng)由引腳之間間距最小的組件決定。鋼板的厚度與最小間距，部件的值之間的關(guān)系可總結(jié)在下表1中。

b.光圈設(shè)計(jì)。開口為梯形截面孔，開口為喇叭形。他們的墻壁光滑沒有毛刺。寬厚比=孔的寬度/鋼網(wǎng)的厚度（對(duì)于小間距QFP，IC）；面積比=孔的基本面積/孔的壁面積（對(duì)于0201，BGA，CSP零件）。

c.防焊球加工。在0603或以上CHIP組件的鋼網(wǎng)孔上實(shí)施的防焊球處理可有效避免回流后產(chǎn)生焊球。對(duì)于焊盤太大的組件，建議使用網(wǎng)格劃分以阻止過(guò)多的錫生成。d.標(biāo)記。鋼網(wǎng)B側(cè)至少應(yīng)產(chǎn)生3個(gè)MARK點(diǎn)，并且鋼網(wǎng)應(yīng)與PCB上的MARK兼容。

為了增加印刷精度，應(yīng)該有一對(duì)最長(zhǎng)對(duì)角線距離的MARK點(diǎn)。e。印刷方向。印刷方向也是一個(gè)關(guān)鍵的控制點(diǎn)。在確定印刷方向的過(guò)程中，彼此之間具有微小間距的組件不應(yīng)太靠近導(dǎo)軌。否則，錫過(guò)多可能會(huì)導(dǎo)致橋接。

?刮板機(jī)

刮板基于其不同的硬度材料和形狀，在某種程度上會(huì)影響印刷質(zhì)量。通常，使用帶有鍍鎳的鋼刮板，通常使用60°的刮板。如果有通孔組件，建議使用45°刮刀，以增加通孔組件上的錫含量。

?印刷參數(shù)

印刷參數(shù)主要包括刮板速度，刮板壓力，鋼網(wǎng)向下釋放速度，鋼網(wǎng)清潔模式和頻率。刮刀和鋼網(wǎng)的角度與焊膏的粘度之間確實(shí)存在限制關(guān)系，因此只有正確控制這些參數(shù)，才能確保焊膏的印刷質(zhì)量。

一般而言，刮刀的低速導(dǎo)致相對(duì)較高的印刷質(zhì)量，并且錫膏的形狀可能模糊。此外，極低的速度甚至降低了制造效率。相反，高速的刮刀可能會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)孔中焊錫膏的填充不足。

太高的刮刀壓力可能會(huì)導(dǎo)致錫不足，從而增加刮刀和鋼網(wǎng)之間的磨損，而極低的壓力則會(huì)導(dǎo)致焊膏印刷不完整。所以，正常滾動(dòng)錫膏時(shí)，應(yīng)盡可能提高速度。此外，應(yīng)調(diào)節(jié)刮刀壓力以獲得高印刷質(zhì)量。極高的向下釋放速度可能會(huì)導(dǎo)致焊膏發(fā)冰或形成不良現(xiàn)象，而低速釋放會(huì)影響制造效率。

不合適的鋼網(wǎng)清潔方式和頻率會(huì)導(dǎo)致鋼網(wǎng)清潔不完全，連續(xù)的錫電沉積或鋼網(wǎng)孔中錫的不足會(huì)導(dǎo)致狹窄空間的產(chǎn)品。極高的向下釋放速度可能會(huì)導(dǎo)致焊膏發(fā)冰或形成不良現(xiàn)象，而低速釋放會(huì)影響制造效率。不合適的鋼網(wǎng)清潔方式和頻率將導(dǎo)致鋼網(wǎng)清潔不完全，連續(xù)的錫電沉積或鋼網(wǎng)孔中錫的不足會(huì)導(dǎo)致狹窄空間的產(chǎn)品。

極高的向下釋放速度可能會(huì)導(dǎo)致焊膏發(fā)冰或形成不良現(xiàn)象，而低速釋放會(huì)影響制造效率。不合適的鋼網(wǎng)清潔方式和頻率將導(dǎo)致鋼網(wǎng)清潔不完全，連續(xù)的錫電沉積或鋼網(wǎng)孔中錫的不足會(huì)導(dǎo)致狹窄空間的產(chǎn)品。

?設(shè)備精度

在高密度，小空間的印刷產(chǎn)品中，印刷精度和重復(fù)印刷精度會(huì)影響錫膏印刷的穩(wěn)定性。

?PCB支持

PCB支持是焊膏印刷的重要調(diào)整內(nèi)容。如果PCB缺乏有效的支撐或支撐不當(dāng)，則應(yīng)使用厚的焊膏或不均勻的焊膏。PCB支撐件應(yīng)布置得平坦且均勻，以確保鋼網(wǎng)與PCB之間的緊密性。

元件安裝

組件安裝的質(zhì)量取決于三個(gè)要素：正確選擇組件，準(zhǔn)確放置和合適的安裝壓力。正確選擇組件是指組件必須與BOM的要求兼容的事實(shí)。正確的放置意味著必須正確安裝坐標(biāo)，并且安裝規(guī)程的準(zhǔn)確性必須確保安裝穩(wěn)定性并正確安裝在焊盤上的組件。

同時(shí)，必須注意安裝角度，以確保組件的方向正確性。合適的安裝壓力是指組件的壓制厚度，并且決不能太小或太大?？梢酝ㄟ^(guò)設(shè)置PCB厚度，組件封裝厚度，噴嘴的貼片機(jī)壓力和調(diào)節(jié)貼片機(jī)的Z軸來(lái)確定貼裝壓力。

回流焊

焊點(diǎn)的焊接質(zhì)量取決于回流焊溫度曲線的正確設(shè)置。良好的回流焊接曲線要求PCB上的所有安裝組件都必須接受出色的焊接，并且焊接點(diǎn)應(yīng)兼具出色的外觀和高質(zhì)量。如果溫度升高太快，一方面，元件和PCB會(huì)受熱，以至于元件容易損壞并且PCB變形。

另一方面，焊膏中的溶劑揮發(fā)太快，金屬?gòu)?fù)合物會(huì)濺出作為鍍錫球。通常將峰值溫度設(shè)置為比焊膏的熔點(diǎn)高30℃至40℃。如果溫度過(guò)高且回流時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則會(huì)損壞耐熱組件或組件塑料。相反，焊錫膏不完全熔化會(huì)形成可靠的焊接點(diǎn)。為了提高焊接質(zhì)量并阻止組件氧化，可以應(yīng)用氮?dú)饣亓骱附??；亓髑€通常根據(jù)以下方面進(jìn)行設(shè)置：

a.可以根據(jù)焊膏推薦的溫度曲線進(jìn)行設(shè)置。焊膏的成分決定了其活化溫度和熔點(diǎn)。

b.根據(jù)耐熱組件和貴重組件的熱性能參數(shù)，對(duì)于某些特殊組件，必須考慮最高焊接溫度。

c.應(yīng)根據(jù)PCB基板的材料，尺寸，厚度和重量進(jìn)行設(shè)置。

d.應(yīng)根據(jù)回流焊爐的結(jié)構(gòu)和溫度區(qū)域的長(zhǎng)度進(jìn)行設(shè)置，并且不同的回流焊爐應(yīng)具有不同的設(shè)置。

影響SMT焊接質(zhì)量的因素很多，包括元件的可焊性，PCB質(zhì)量，PCB焊盤設(shè)計(jì)，焊膏質(zhì)量，PCB的制造質(zhì)量，SMT制造設(shè)備狀況，SMT各個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)參數(shù)以及每個(gè)工人的操作技能。

在這些要素中，組件，PCB和焊膏的質(zhì)量以及PCB設(shè)計(jì)對(duì)于回流焊接質(zhì)量保證至關(guān)重要，因?yàn)橛蛇@些要素導(dǎo)致的焊接缺陷很難或無(wú)法通過(guò)技術(shù)解決方案來(lái)解決。因此，提高卓越焊接質(zhì)量的首要條件在于對(duì)材料質(zhì)量的良好控制和出色的PCB焊盤設(shè)計(jì)。此外，焊膏印刷過(guò)程中各環(huán)節(jié)的技術(shù)參數(shù)，

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