SMT贴装-电子产品EMS生产制造关键工序
SMT贴装是指在PCB基础上进行加工的系列工艺流程的简称,PCB为印刷电路板。SMT是表面组装技术(表面贴装技术)(Surface Mounted Technology的缩写),是电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。SMT贴片加工的重要性主要体现在以下几个方面:
1. 提高生产效率:SMT贴片加工采用自动化生产线进行生产,可以实现高速、高效的电子元件贴装。相比传统的手工插装方式,SMT加工速度更快,生产效率更高,可以大幅降低生产成本。
2. 提高产品质量:SMT贴片加工过程中,电子元件的贴装精度和稳定性更高。由于SMT采用自动化设备进行生产,可以有效避免人为因素造成的误差,提高产品的稳定性和可靠性。此外,SMT加工还可以减少电子元件之间的连接距离,提高电路板的电气性能。
3. 用范围广泛:SMT贴片加工技术被广泛用于各种电子产品中,如通信设备、计算机硬件、汽车电子、医疗电子、工业自动化、航空航天、军事电子、能源与电力、家电以及物联网设备等。
SMT贴片在电子制造行业中具有重要地位,其用范围广泛,能够提高生产效率和产品质量,促进电子产业的快速发展。
本公司贴装工艺主要采用以下控制策略实现:
0.1环境管理
1) 遵照客户及行业标准要求,SMT车间生产区域保持在20℃-26℃,相对湿度保持在30%-70%RH。
2) 生产环境和生产设备、生产工具、车间进入人员满足ESD静电防护要求,静电防护参照GJB 3007A-2009执行。
3) 生产车间实施5S标准化管理,危化品单独隔离标识摆放,危化品存储参考GB-15603执行。
0.2人员配置
1) 生产人员符合岗位技能要求,经过相关培训考核。
2) 对特殊工序明确规定特殊工序操作、检验人员具备的专业知识和操作技能,考核合格者持证上岗。
3) 操作人员能严格遵守公司制度和严格按工艺文件操作,对工作和质量认真负责。
4) 检验人员熟悉《IPC-A-610H》严格按工艺规程和检验指导书进行检验记录。
0.3设备工装
1) 定期对设备的性能进行评估,回流炉评估温度稳定性、轨道平行度等,贴片机评估贴片精度,印刷机评估印刷精度和重复精度,AOI测试机评估精度。
2) 设备操作和维护有明确的设备操作指导书和维护指导书,有保养维护记录。
3) 工装治具上接触单板的部件要求采用导体材料或防静电材料制成。由于特殊原因采用了非防静电材料的,采用涂抗静电剂等其他防护措施。
4) 回流焊治具材料要求耐高温,不易变形,采用合成石。
一 印刷
1.1钢网
1) 一般密度产品的无铅模板,采用传统的激光或化学腐蚀方法制造;用于0201等小型元件以及具有高密度元器件的产品的无铅模板,采用先激光后电抛光或电铸方法制造,提高无铅焊膏填充和脱模能力。
2) 通常使用0.1mm~0.3mm厚度的不锈钢片,高密度组装时,可选择0.1mm以下厚度。
3) 对于Pitch>0.5mm的器件,采取1:1.02-1:1.11的开口,并适当增大模板厚度。
4) 对于pitch≤0.5mm的器件,采取1:1开口,原则上至少不用缩小。
5) 对于0402的器件通常采用1:1开口,为防止元件底部锡丝、墓碑、回流时旋转等现象,将焊盘开口内侧修改成弓形或内凹矩形。
6) 无铅焊膏对模板开口孔壁光滑度和宽厚比/面积比要求:面积比>0.71,宽厚比>1.6。
模板开口基本要求示意图
无铅宽厚比:开口宽度(W)/模板厚度(T)> 1.6;
无铅面积比:开口面积(W×L)/孔壁面积[2×(L+ W)×T>0.7l。
7) 钢网标识要有产品编号、名称、版本、制造日期、流水号、尺寸及厚度。
8) 使用钢网检验台进行检验。PCB中心、钢网中心、钢板外框中心三者需重合,相差不得超过3mm,三者轴线角度偏差不超过2°。
9) 检验四角及中心点,张力值在35N/cm~50/cm之间。
10) 使用百倍放大镜检验钢网开口有无毛刺,新钢网要求有检验记录。
11) 当钢网变形、损坏、张力不符、版本升级、品质改善时由技术部门提出报废。
5.1.4.1PCB板
1) PCB的存储期限一般是l年(以生产日期为准〉,超期后进行检验,超存储期检验合格后存储期可延长6个月,超存储期检验不合格,直接报废处理,PCB存储期最大为18个月。
2) PCB要求采用真空包装,包装袋内放置干燥剂和色敏指示卡,对于来料仔细检查真空包装是否破损。
3) 上线前烘烤板处理,在110±5℃下烘烤4小时使用。烘烤时间太长会影响内部电路功能,太短则水分未烘干,导致上锡不良,烘烤PCB时,整齐摆放PCB,且坚放,不能平放会有翘曲风险。
4) 从PCB拆包到回流焊的间隔时间最大为1天,T面和B面的回流焊间隔时间最大24小时,从PCB拆包到波峰焊完毕的时间最大为3天。
5) 烘烤后之PCB板也在3天内用完,否则重新在110±5℃,烘烤4小时方可使用。
6) PCB来料检验及上线前对PCB外观进行检查,按照最新版《IPC-A-600印刷板的可接受性》3级标准检验。
5.1.4.2锡膏
1) 锡膏合金成分首选采用96.5Sn/3.0Ag/0.5Cu,熔点为:216℃~218℃。锡膏在冰箱中保存,温度设定为:0~10℃,保存期限为6个月或以锡罐上的有效期为准,并遵循先进先出(FIFO)管理原则。
2) 锡膏使用前提前从冰箱中取出,在工作环境下放置4小时候后方可拆封,并在锡膏标识卡上填写解冻时间、可用时间等信息,之后使用锡膏搅拌机搅拌3-5分钟,直到焊膏为流状物后方可使用。
3) 工作人员在使用锡膏时填写开盖时间、使用人等信息并做好《锡膏使用记录表》。
4) 回收锡膏使用时手动搅拌并再次机器自动搅拌。
5) 锡膏回温后但未拆封之前,放置超过24小时,重新放回冷藏室存储。锡膏从开封到报废的时间为24小时。开封放置超过24小时报废处理,不可二次回温。
6) 储存中的锡膏在冰箱中放置时,要盖紧内外盖,如果存储时间很长,并注意使用前充分搅拌以减少焊锡与助焊剂的分离。具体存储期限为30天。
7) 摊放于钢网上的锡膏停用,不滚动时间不能超过30分钟,如果超过30分钟,将焊膏回收到锡膏瓶中。
5.1.4.3刮刀
1) 常见的刮刀按材料可分为橡胶刮刀和金属刮刀两种,现在大多使用不锈钢的金属刮刀;按形状可分为菱形刮刀和拖尾刮刀两种,推荐使用不锈钢拖尾型刮刀。
2) 刮刀与钢网的夹角对于锡膏造成的力是有很大影响的,夹角越小,其垂直方向的分力越大。刮刀角度的最佳设定在45°~60°,此时焊锡膏具有良好的滚动性。
3) 刮刀速度影响焊膏的填充率。刮刀速度越快,焊膏的黏度越小,越有利于焊膏的填充;但另一方面,速度越快,焊膏的填充时间则越短,越不利于焊膏的填充。刮刀速度是否合适,从填充效果进行判断。速度参考:印刷普通间距元器件的板:140~160MM/S;印刷精密元器件的板:25~60MM/S。
4) 钢制刮刀压力设置原则是用最小的力将钢网刮干净,压力过大会导致锡薄或溢锡,压力偏小会刮不干净,影响脱膜效果。印刷时,只要钢网底面与PCB无间隙接触,表面焊膏刮干净即可,在此状况下压力越小越好。
5.1.4.4印刷前检查
1) 检查待印刷的PCB板的正确性;
2) 检查钢网是否与PCB一致,其张力是否符合印刷要求;
3) 检查钢网PCB板表面是否完整无缺陷、无污垢,是否有堵孔,如有堵孔现象需用无尘纸沾酒精擦拭钢网,并用风枪吹干,使用气枪需与钢网保持3-5CM的距离;
5.1.4.5 印刷方法
1) 把正确的钢网固定到印刷机上并调试好参数;
2) 将干净良好的刮刀装配到印刷机上;
3) 用锡膏搅拌刀把锡膏添加到钢网上,首次加锡膏高度在1CM左右,宽度1.5-2CM,长度视PCB长而定,两边比印刷面积长3CM左右即可,不宜过长或过短;以后每两个小时添加一次锡膏,锡量约100G;
4) 放入PCB板印刷,印刷的前5PCS板要求全检,印刷品质OK后,通知IPQC首检,确认印刷品质无异常后,通知产线作业员开始生产;
5) 正常印刷过程中,作业员需每半小时检查一次印刷效果,查看是否有少锡、连锡、拉尖、移位、漏印等不良现象,对引脚过密元件如“BGA、QFP、SOP、排插”等重点检查印刷效果;
6) 每印刷5PCS,需清洗一次钢网,如果PCB板上有引脚过密的元件“BGA、QFP、SOP、排插”,要加大清洁频率每3PCS清洗一次;
7) 生产过程中,如果发现连续3PCS印刷不良,要通知技术员调试;清洗印刷不良的PCB板。清洁印刷不良PCB时,切勿用硬物直接刮PCB表层,以防划伤PCB表层线路,有金手指的PCB,避开金手指,用无尘纸加少许酒精反复擦拭后,用风枪吹干,在放大镜下检查,无残留锡膏为合格。
8) 生产结束后,要回收锡膏、刮刀、钢网等辅料和工具,并对工装夹具进行清洗。
5.1.4.6SPI检查
1) 所有PCB印刷后要求SPI在线全检,检查是否有偏位、少锡、连锡等情况,同时要求测量整板印刷后锡膏图形的体积、面积和高度。每一焊盘锡膏图形的体积、面积和高度范围建议如下:
体积:50%~170%钢网开口容积
面积:50%~150%钢网开口面积
高度:50%~170%钢网开口厚度
2) 在线 SPI 需对印刷锡膏厚度、体积、面积均做 CPK 管控,管控要求 Cpk≥1.33;在线生产的每个产品都进行检测, 生产每 2小时收集并记录锡膏品质 SPI 数据(直通率、CPK 数值)在《SPI 监控记录表》,技术人员进行确认,对不达标项进行分析改善保证产品正常生产;
3) 机器自动运行检测,生产依据检测结果分析是否有少锡、多锡、移位、连锡、拉尖、偏位等不良现象,如有则对印刷机进行调整,并记录到《SPI 检查印刷锡膏不良记录表》中,保证没有印刷不良品流入下一工序。
4) SPI 检测直通率≥98%(调试时不计入); 如低于规定目标 98%时,需调试改善印刷品质;
5) 检验过程中如发现以上缺陷或不良时, IPQC 填写《停产通知单》 ,分发生产责任工序 , 由责任工序通知工艺人员配合实施停线改善。
5.1.1贴装
5.1.1.1物料准备1) 不允许混料、错料,如发现与BOM规格不符的物料在第一时间反馈给相关人员处理。
2) 全过程不能造成物料损坏、元件引线变形、托盘和编带的损坏、密封包装破损等不良。
3) 在PCB拆包或印刷工序前,添加离子风机消散静电。
4) 先烧录后贴片的SMD物料,注意静电管控和潮敏管控。
5) 装板时预先戴好干净布手套,避免徒手污染PCB表面。
5.1.1.2贴片前检查
1) 检查并确保导轨、贴装头、吸嘴库托盘架周围或移动范围内是否有杂物。按照设备安全技术操作规范开机。
2) 检查需生产的PCB程序文件,确认程序机型是正确的,版本是最新版本;
3) 对于存在易变形的单板,需增加顶针对单板进行支撑,顶针使用原则如下:
a) 新机型导入时,需根据实物PCB制作顶针模板。模板材质选择透明塑料片,将模板放在PCB,用油性笔将元器件位置标识出来。对于没有元器件的地方因按照“顶实不顶空的原则”在保证足够的安全距离下,将顶针位置根据产品实际性摆放;
b) 建立《顶针模板清单》,生产前需严格按照模板来摆放顶针。顶针摆放好以后,仔细检查有无顶到元器件,并带好静电手套去按压PCB,确认是否顶实顶平,检查无误开始生产。前5PCS需认真检查顶针周围元器件是否异常。
5.1.1.3上料
1) 班组长下发给作业人员对产品正确的站位表;
2) 作业员将物料按照站位表正确的上料到机器上,上料时要根据盖章生效的站位表核对元器件的物料代码、品牌、规格、型号、飞达类型、极性等进行检查;在装好物料的飞达上取一颗留底、记录好上料时间、操作员姓名以便交接登记使用。
3) 检查无误后通知目检、IPQC核对站位,IPQC依照站位表进行检查,确认无误后通知技术人员制作首件。
5.1.1.4贴片过程
1) 首件通知品质部巡检进行确认无漏件、错件、偏移、等不良现象后才能批量生产;
2) 飞达没料时,设备会发出报警声,操作需根据设备提示进行取消消警操作;如果不熟悉报警故障处理,则还需通知工程师协助处理。
3) 缺料时,作业人员因仔细阅读贴片机屏幕上的的缺料信息并核对站位表,找出区域和站位及所需的物料,根据站位表将对规格型号、物料代码的物料装到对站位中,填写《换料记录表》。
之后通知班组长复核,IPQC核对。班组长、IPQC严格按照屏幕信息和站位表对物料代码、品牌、规格、型号、实际值、极性等项目进行检查和测量确认。检查合格后在装好物料的飞达上取一颗留底、记录好上料时间、操作员姓名以便交接登记使用。
4) IPQC上午下班前对上午所更换的物料进行复查,下午下班前对下午所更换物料进行复查,晚上交接前对全天所更换物料进行复查。检查无误后将《换料记录表》交由班组长,班组长将当天所有机器的换料表统一收齐后存档保存。
5) 贴片完后将飞达取下,剩余物料清点后退物料房或者仓库,如有使用顶针需将顶针取出,清理干净后存放好。
5.1.2回流焊
5.1.2.1测温板工艺要求
5.1.2.1.1制作工具及材料
测温仪、热电偶测温线、测温头、耐高温胶带、电烙铁、高温锡丝、红胶、相机种测温板等。
5.1.2.1.2测试点位置选取
如客户有指定选取测试点的板使用客户指定的测试点进行炉温测试,客户没有指定选取测试点的板,选取测试点遵循以下要求:
a) 至少选取5个点作为测试点;
b) 有BGA时BGA测试点不少于两点,测试BGA锡球和BGA表面温度各一点;
c) 有QFP时需在QFP引脚焊盘上选取一点测试QFP引脚底部温度;
d) 若PCB上有几个QFP,优先选取较大的为测试点;
e) 对一些易出现问题的元件优先作为测试点。
5.1.2.1.3热电偶连接方法
1) 采用镍铬-镍铝热电偶测温线,由两根线组成,有极性之分,黄线表示正极,红线表示负极,测量这2根线连接点的温度,每根测温线长度控制在PCB板长度的2倍,最好不超过1米(理论上短一点好,可以防噪声干扰与阻抗
2)测温线测点端接头分开后,务用点焊机熔接成一个结点,切勿用扭绞方式,测试点不能出现交叉现象。
1) 利用红胶将热电偶测温线的2根线固定到基板上。固定时探头不能浮起,否则测量值不稳定且偏高。不能只固定前端,否则测量时电线稍微拉扯,会被拉掉。热电偶探头要与测试点紧密相连,红胶不仅固定探头还要固定线套。为提高测量精度,在保证探头固定的情况下,红胶用量越少越好。
2) BGA类:Ball Grid Array-球状引脚栅格阵列,体型较薄,接点多为球型。常用间距有1mm、1.2mm、1.5mm,一般焊点不可见。热电偶位置:BGA正中央底部,如图“●”标识,除了金手指的角落以外,其余三个落脚的中心位置如图“●”标识均可。
3) QFP类:Quad Flat Package-小型方块平面封装,4边翼型引脚,间距一般0.3mm至1.0mm,引脚数量一般32至360左右,有正方形和长方形两类。热电偶位置:零件脚与Pad接触区域。
4) CHIP类:Rectangular Chip Component-矩形片状元件, 两端无引线,有焊端,外形为薄片矩形的表面组装元件。热电偶位置:零件与焊盘接触区域。
5.1.2.1.4空气探头设置
1) 空气探头位于进板方向前端,伸出基板前端长度约20mm,用红胶与基板固定,测试时尽量把它拉直;
2) 空气探头是测试仪开始记录的开关,当空气探头温度高于设定值时,测试仪开始记录;
3) 进板方向要与实际生产时一致,按照进板方向从前到后依次编号,空气探头始终位于第一个通道;
4) 测温线安装完成后尽可能束在一起,用高温胶纸或者红胶固定,防止在回流炉轨道上缠绕。
5.1.2.1.5测温板制作步骤
1) 领取对型号已贴装元件的PCB,只要求外形与元件基本完好;
2) 确定测试点布置方案,标明对测试点序号,一般按流入回流炉炉膛内的顺序依次排列;
3) 将制作好的测温点热偶线,依次编号;
4) BGA测试点一般布置两点,中心一点、边缘一点,测试点需接触BGA底部;
5) 其他各点依次选取固定好,保证热电偶结点与被监测表面直接可靠的热接触,用于将热电偶结点固定到被测表面的材料最少注意每个测试点的正极、负极在探点以外不能接触,剥线时只能剥3~5mm,测试线不能有裸露,每个测试点均需在离其5mm左右用胶加固,防止对测试点的拉扯。
5.1.2.2回流焊接温度设定及测量
5.1.2.2.1无铅回流焊温度关键参数
1) 回流焊接最高温度(T2):印制板组装件能承受的最高温度取决于它上面所有零件或材料耐温的最低值,也就是最脆弱元器件的耐温值。再流焊接理论温度(245℃)减去5℃作为产品的最易受损的温度左右。要特别关注再流时实际温度不能超过该值。
2) 回流焊接最低温度(T1):是焊膏理想的润湿温度、再流焊或完全合金化的温度。无铅焊膏时一般比合金熔点高10℃~15℃。
回流焊最高温度与最低温度
T1:是完全合金化温度或最低再流温度。在印制板组装件上典型的最脆弱元器件,例如:连接器、双排封装(DIP)的开关、发光二极管(LED)、基板材料等的耐温值。
T2:是回流焊接的实际最高温度,它取决于对温度最脆弱的元器件的耐热性。
5.1.2.2.2无铅回流焊曲线设定
无铅回流焊接采用96.5Sn/3.0Ag/0.5Cu无铅焊膏时,通常采用所示的温度曲线:
Sn/Ag/Cu无铅锡膏回流焊温度曲线
1) 升温区:无铅焊接从25℃升到150℃lOs~180s,为使整个PCB温度均匀,减小PCB及
大小元器件的温差,要求缓慢升温,最大不超过:3℃/s;
2) 预热区:温度从150℃~180℃,时间 60s~90s要求均匀升温;
3) 快速升温区:无铅焊接从180℃升高到不超过240℃,升温60℃,熔点以上保持时间10s~20s;
4) 回流峰值区:无铅的峰值温度为235℃~240℃,峰值温度的回流时间 20s~40s;
5) 冷却区:速度为 3℃/s以上,防止焊点冷却凝固时间过长,造成焊点结晶颗粒长大,同时防止产生偏析,避免枝状结晶的形成。
5.1.2.2.3炉温测量
1) 在炉温达到正常设定值时,并均衡十分钟以上才可以开始测温;
2) 将炉温板和测试仪防止在轨道上,进板方向与生产时进板方向一致。空气测头按序号依次将电热偶的插头插在测温仪对插口;
3) 打开测温仪记忆开关开始测温,将测试记忆装置放入保护盒内,放到过炉治具上,炉温板在前,测试仪在后,中间保持测温线基本拉直,开始测试炉温曲线;
4) 过炉后带好高温手套,在炉口取出炉温板和测温仪。打开炉温软件测温窗口,将测温仪连接后建立炉温曲线;
5) 确认测量的曲线是否存在异常,无异常保存曲线图并打印出曲线图,有异常及时分析原因,并重新测试。
5.1.2.3炉前检查
1) 检查贴片机工序贴片后的PCB板上元件有无偏移、漏件、极性反、多件、少锡、连锡等不良现象并加以修正。
2) 按照规定将检查过的PCB板放在指定炉中的网带上。放置位置不能超出网边且在网带传输方向上板与板之间要间隔至少一个网格的距离,尽量将板中元件密集处放到网带中间。过炉前水平手持PCB板。
3) 每2小时做好样板核对工作并做好核对记录。
4) 当发现有连续性的不良现象时,及时通知报告技术人员加以控制,以便将不良现象彻底解决。
5) 能机贴的物料不允许手放,特殊元器件机器无法贴装时,手放物料做好静电防护,禁止用裸手触动元器件,时可用防静电镊子和真空吸笔吸取器件,并做好《手放物料纪录表》。
5.1.2.4回流焊接过程控制
1) 制作3~5PCS首件,过炉后进行首检,检验合格后才能批量生产;
2) 生产线技术人员每天或每批产品都要记录炉温设定和连接速度,定期测量炉温曲线的测控文件,监控回流焊的正常运行。该中心负责巡视工作。
3) PCB板过回流炉后不能有明显弯曲变形现象,以及元器件损坏现象。对于短边方向过炉,或单板太薄,过炉存在变形可能的,采用回流焊治具进行支撑。
4) 当新机种试产、生产换线,回流炉保养后、维修后、重新测试炉温;生产同一机型超过24H时重新测试炉温。
5.1.3检验
5.1.3.1AOI自动光学检验
1) 所有PCBA都进行AOI(自动光学检验)检验,检查少件、少锡、连锡、偏位等不良现象。
2) 重点对PCBA的IC、BGA、HDMI、贴片排针等检测能力较弱的器件,全部进行目检。
3) 检查出不良点后,取红色标贴在不良点附近,箭头指向不良点,与检查合格的板区分摆放,并将实际情况记录保存。
4) 当出现相同不良点超过3PCS时及时反馈给当班组长,对标准为明确的不良板即刻交由品质部门进行确认。
5) 所有的检验记录,包括不良记录与照片等要求保存十年。
AOI常见缺陷图辨识:
不良现象 |
OK样品图 |
NG样品图 |
说明 |
缺件 |
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贴装位置上不存 在元件,焊盘中 间呈红色
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立碑 |
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贴装元件在焊盘 一端竖直站立, 另一焊盘呈红色 |
侧立 |
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贴装元件垂直90 度翻转,不显示 本体丝印 |
反向 |
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元件极性标识、 本体丝印与OK 样品图方向不一 致 |
反白 |
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贴装元件翻转 180度,丝印被 覆盖 |
连锡 |
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引脚之间存在焊 锡 |
空焊 |
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焊盘整体呈现无 锡状态,颜色为 焊盘实际颜色 |
少锡 |
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焊盘中央前端只 有少量焊锡,后 端无锡 |
假焊 |
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① 位置焊接正 常,焊盘为蓝色 ,②位置假焊, 焊盘中央位置为 蓝色 |
位移 |
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元件电极一端, 已脱离焊盘 |
5.1.3.2X-RAY检验
1) 对于BGA焊点不可见器件AOI的盲点或特殊器件,需进行X-RAY检验,检查球大、球小、桥连、气泡、开路等问题。
2) 样机阶段检查比例为100%,量产阶段检查比例为20%。
3) BGA焊点空洞面积不超过整个焊点面积的25%;QFN等引脚焊点空洞面积不可超过整体焊接面积的25%,底部焊盘上锡元件空洞面积不超过整体焊接面积的25%。如发现存在不良情况,该批次全部检查。
X-RAY常见检验缺陷图:
不良现象 |
示例图片 |
不良现象 |
示例图片 |
短路 |
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空焊 |
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空洞 |
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锡球开裂 |
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底部异物 |
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PCB开路 |
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5.1.4周转要求
1) 贴片完成后采用防静电周转架进行周转,且每个周转架贴上状态标识,注明产品型号、包装数量、日期及操作员等信息。
2) 防静电周转架要求能耐酸耐碱、耐油污,无毒无味,清洁方便,PCB板周转便捷、堆放整齐,便于管理。
3) 运输过程中不得掉落在地,搬运时保持板卡平稳,要轻拿轻放,不让它发生猛烈的碰撞而导致器件的损坏或变形,防止碰坏元器件。
5.1.5异常处理
SMT贴装工艺常见不良分析及解决方法
冷焊 焊接处的焊料未达到其熔点温度或焊接热量不够充分,使其在润湿或流动之前就被凝固,根本未形成任何金属合金层,使焊料全部或部分地处于非结晶壮态并只是单纯地堆积在被焊金属表面上。
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原因分析 |
解决方法 |
1、 加热温度不适合; 2、 焊膏变质; 3、 预热过度、时间过长或温度过高; 4、 由于表面污染仰制了助焊剂能力; 5、 不充足的助焊剂能力。
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1、 调整回流焊温度曲线; 2、 换新焊膏; 3、 改进预热条件; 4、 在焊盘或引脚上及其周围的表面污染会仰制助焊剂能力导致没有完全再流,该用适当的电镀后清洗工艺来解决; 5、 不充足的助焊剂能力将导致金属氧化物的不完全清除,随后导致不完全聚结,类似表面污染的情况。 |
空焊 焊料与被焊金属表面部分或全部没有形成合金层,或引脚/焊端电极金属镀层有剥离现象,从而引发引脚/焊端与焊盘之间出现不稳定的电气线路隔离的现象,造成电气联接处于或通或断状态。
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原因分析 |
解决方法 |
1、 元件和焊盘可焊性差; 2、 焊料合金或焊粉质量不良; 3、 助焊剂活性不良; 4、 再流焊温度和升温速度不当; 5、 印刷参数不正确。
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1、 加强对PCB和元件的筛选,温湿度控制; 2、 焊料里的铝、镉或砷等杂质可产生不良润湿。不规则的焊粉形状也反出较大的氧化物含量,因而要消耗更多的助焊剂和导致不良的润湿。显然地,不良润湿是由不良的助焊剂活性所产生的; 3、 调整回流焊温度曲线(回流时间、温度和再流气体对润湿性能有很大的影响,或者由于太短的时间,或者由于太低的温度而引起热量不充足,导致助焊剂反不完全以及不完全的冶金润湿反,产生不良润湿,另一方面,焊料熔化之前过量的热量不但使焊盘和引脚的金属过度地氧化,而且会消耗更多的助焊剂;) 4、 减小焊膏粘度,改变加大刮刀压力和放慢速度。
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锡珠 粘附在基板上或元器件上及其它部位上的大小不均的焊点以外多余的珠状焊料。
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原因分析 |
解决方法 |
1、 一般为印刷不良的板或焊膏中混有水分,焊接受热时爆裂形成; 2、 环境的影响,温度 (焊膏印刷时间的最佳温度为25℃±3℃,温度以相对湿度60%为宜。温度过高,焊膏容易吸收水汽,在再流焊时产生锡珠;) 3、 温度曲线; 4、 钢网模板的问题太厚,开口太大。
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工艺方面: 1、 减少钢网模板的厚度,使用能较少印刷到元器件下面焊膏的孔设计; 2、 减低预热升温率(温度上升不能太快,一般小于1.5 ℃/S,过快容易造成飞溅,形成锡珠 ); 3、 减低预热温度; 4、 减少元器件贴放压力; 5、 在使用前预先烘烤元器件或PCB。 材料方面: 1、 使用较低的活化温度的助焊剂;较高的金属量的焊膏;粗粉粒焊膏;低氧化物焊粉的焊膏;较少塌陷的焊膏; 2、 使用适当蒸气压力的溶剂
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位移 也被认为是漂移,是元器件在水平面上位置的移动,导致在再流焊时元器件的不对准。
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原因分析 |
解决方法 |
1、 机器坐标偏移; 2、 在再流焊时元器件被高密度的热流体举起; 3、 片式元件两端焊盘设计不平衡; 4、 元器件金属层的宽度和面积太小; 5、 元器件引脚金属镀层不良的可焊性; 6、 焊盘太狭窄。
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工艺方面: 1、 校正程序坐标; 2、 减少焊膏印刷厚度; 3、 降低再流焊时的加热速率; 4、 平衡片式元件的两端焊盘设计,包括焊盘大小,热量分布,散热层连接,和阴影效;增加焊盘的宽度; 5、 减少元器件和印制板的金属层的污染水平,改善储藏条件; 6、 再流前预干焊膏以减少助焊剂的出气率。 材料方面: 1、 使用较低出气率和较低润湿速率的助焊剂; 2、 使用延时熔化特性的焊膏,例如使用锡粉与铅粉混合成的焊料合金。 |
竖件 又称立碑,是由于在再流时元器件的两端的不平衡润湿而引起的。
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原因分析 |
解决方法 |
1、 安放位置移位; 2、 焊膏中的焊剂使元件浮起; 3、 印刷焊膏厚度不够; 4、 加热速度过快且不均匀; 5、 焊盘设计不合理; 6、 元件可焊性差。
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1、 提高元器件放置准确度; 2、 在片式元器件下的金属端子使用较大的宽度和面积; 3、 减少焊接焊盘的宽度; 4、 将热量的不均等分布减到最小,包括焊盘与散热层的连接; 5、 通过适当的PCB设计和回流方法的选择把阴影效减少到最少,再流时使用缓和的加热速率; 6、 减少元器件端子金属层或PCB焊盘金属层的污染和氧化水平; 7、 使用较薄的焊膏印刷厚度; 8、 在再流前预干或使用有长时间均热区的曲线以减少助焊剂的出气率; |
错件 指焊接处焊接的元器件或导线与设计要求不相符合。
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原因分析 |
解决方法 |
1、 产生的原因往往是贴装工序差错,焊接前未检查出。如上错料、程序做错坐标等等。 |
1、 严格按程序文件要求作业; 2、 手补件严格按手补程序控制程序作业; 3、 Teaching机器贴片坐标准确,对BOM 相位置。 |
缺件 有组件的位置没有组件,称为缺件。
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原因分析 |
解决方法 |
1、 产生的原因一般为焊料未充分到达或未施加焊料、焊料不足及设备的原因; 2、 钢网堵塞; 3、 生产过程被人为的擦掉; 4、 机器设备的贴装问题; 5、 飞达的吸取问题。 |
1、 印锡机打开锡膏添加报警设置,报警时操作人员需观察锡膏量是否够,并把刮刀两边的锡膏铲入刮刀印刷范围内; 2、 生产过程中板被人为移动的越少越好,如确实要接触板,注意衣袖的轧紧避免手衣袖擦拭到锡膏; 3、 贴片机的吸嘴贴装高度设置,太高元件丢下时如未被锡膏沾住,移动时易被振动掉或甩掉;同时还需注意真空吸取的设置,(元件贴装完报警靠的是真空识别与相机识别,真空设置不当,而镜头因为吸嘴的长期使用镜头误识别通过,元件贴完了设备不会报警,会继续动作,而产生漏件;) 4、 飞达的供料中心不对,设备吸取物料时吸偏,高速运转中元件被甩掉。 |
反向 有极性的元件未对PCB上的极性位置。
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原因分析 |
解决方法 |
1、 材料上反; 2、 手补元件贴反或焊反; 3、 机器元件贴装角度或识别角度设置错误。
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1、 严格按程序文件要求作业; 2、 手补件严格按手补程序控制程序作业; 3、 正常来讲元件的识别角度都设置为0,元件的贴片角度大坂松下及 YAMAHA 为逆时针反向设置的,九洲松下为顺时针反向设置的;把元件极性调整到PCB上的极性相同位置。 |
桥接 又称连锡或短路,两个或两个以上不相连接的焊点之间存在着焊料粘连现象,使之产生不有的电气连接或短接。
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原因分析 |
解决方法 |
1、 焊膏塌落; 2、 焊膏太多太厚; 3、 加热速度过快; 4、 过度的元器件贴放压力; 5、 锡膏的污斑。
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1、 增加焊膏金属含量或粘度、换焊膏; 2、 使用较薄的钢网模板(一般的为5-6Mil)交错的孔图案,或减少窗孔尺寸以减少焊膏量或降低刮刀压力; 3、 调整回流焊温度曲线,使用较冷再流曲线或较慢的升温速率; 4、 减低元器件的贴放压力(贴片高度); 5、 避免污斑。 |