SMT工艺问题分析
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一、锡膏丝印工艺要求1、解冻、搅拌首先从冷藏库中取出锡膏解冻至少4小时,然后进行搅拌,搅拌时间为机械2分钟,人手3分钟,搅拌是为了使存放于库中的锡膏产生物理分离或因使用回收造成金属含量偏高使之还原,目前无铅锡膏Sn/Ag3.0/Cu0.5代替合金,比重为7.3,Sn63/Pb37合金比重为8.5因此无铅锡膏搅拌分离时间可以比含铅锡膏短。
2、模板不锈钢激光开口,厚度80-150目(0.1-0.25mm)、铜及电铸Ni模析均可使用。
3、刮刀硬质橡胶(聚胺甲酸酯刮刀)及不锈钢金属刮刀。
4、刮刀速度\角度每秒2cm-12cm。
(视PCB元器件大小和密度确定);角度:35-65℃。
5、刮刀压力(图一)1.0-2Kg/cm2 。
6、回流方式适用于压缩空气、红外线以及气相回流等各种回流设备。
7、工艺要求锡膏丝印工艺包括4个主要工序,分别为对位、充填、整平和释放。
要把整个工作做好,在基板上有一定的要求。
基板需够平,焊盘间尺寸准确和稳定,焊盘的设计应该配合丝印钢网,并有良好的基准点设计来协助自动定位对中,此外基板上的标签油印不能影响丝印部分,基板的设计必需方便丝印机的自动上下板,外型和厚度不能影响丝印时所需要的平整度等。
8、回流焊接工艺回流焊接工艺是目前最常用的焊接技术,回流焊接工艺的关键在于调较设置温度曲线。
温度曲线必需配合所采用的不同厂家的锡膏产品要求。
二、回流焊温度曲线本文推荐的无铅回流焊优化工艺曲线说明(如图二):推荐的工艺曲线上的四个重要点:1、预热区升温速度尽量慢一些(选择数值2-3℃/s),以便控制由锡膏的塌边而造成的焊点桥接、焊球等。
2、活性区要求必须在(45-90sec、120-160℃)范围内,以便控制PCB基板的温差及焊剂性能变化等因数而发生回流焊时的不良。
3、焊接的最高温度在230℃以上保持20-30sec,以保证焊接的湿润性。
4、冷却速度选择在-4℃/s。
回流温度曲线如下:(图二)图二中红色曲线推荐对焊点亮度要求的客户回流曲线湿度变化说明:1、焊锡膏的焊剂在湿度升至100℃时开始熔化(开始进入活性时期),焊锡膏在活化区的主要作用是将被焊物表面的氧化层去掉,如果活性区的时间过长,焊剂会蒸发挥过快,也会造成焊点表面不光滑,有颗粒状。
第五部分SMT工艺技术改进通孔元件再流焊工艺及部分问题解决方案实例顾霭云•工艺改进不仅给企业带来生产效率和质量,同时带来工艺技术水平的不断提高和进步。
通孔元件再流焊工艺部分问题解决方案实例是工艺优化和技术改进的实例内容1. 通孔元件再流焊工艺2.部分问题解决方案实例•通孔元件再流焊工艺(paste-in-hole)•把引脚插入填满焊膏的插装孔中,并用回流法焊接。
可以替代波峰焊、选择性波峰焊、自动焊接机器人、手工焊。
通孔元件再流焊工艺•目前绝大多数PCB上通孔元件的比例只占元件总数的10~5%以下,采用波峰焊、选择性波峰焊、自动焊接机器人、手工焊以及压接等方法的组装费用远远超过该比例,而且组装质量也不如再流焊。
因此通孔元件再流焊技术日渐流行。
1. 通孔元件采用再流焊工艺的优点(与波峰焊相比)a 可靠性高,焊接质量好,不良比率DPPM可低于20。
b 虚焊、桥接等焊接缺陷少,修板的工作量减少。
C 无锡渣的问题,PCB板面干净,外观明显比波峰焊好。
机器为全封闭式,干净,生产车间里无异味。
d 简化工序,节省流程时间,节省材料,设备管理及保养简单,使操作和管理都简单化了。
e 降低成本,增加效益(厂房、设备、人员)。
与波峰焊相比的缺点(1) 焊膏的价格成本相对波峰焊的锡条较高。
(2) 有些工艺需要专用模板、专用印刷设备和回流炉,价格较贵。
而且不适合多个不同的PCBA产品同时生产。
(3) 传统回流炉可能会损坏不耐高温的元件。
在选择元件时,特别注意塑胶元件,如电位器、铝电解电容等可能由于高温而损坏。
(如果采用专用回流炉,元件表面最高温度可以控制在120~150℃。
因此一般的电解电容,连接器等都无问题)2. 通孔元件采用再流焊工艺的适用范围• a 大部分SMC/SMD,少量(10~5%以下)THC的产品。
• b 要求THC能经受再流焊炉的热冲击,例如线圈、连接器、屏蔽等。
有铅焊接时要求元件体耐温240℃,无铅要求260℃以上。
常见故障分析-印刷工艺故障描述可能原因改善方案×钢网下锡膏挤渗-可能导致连锡锡膏粉末在钢网底面堆积×锡膏在钢网下堆积-钢网开口一侧处有锡膏堆积钢网/单板支撑不良、钢网清洗频率太低z 增加钢网底部擦网频率 z 检查钢网衬垫情况 z 检查单板厚度 z检查单板支撑情况 z检查印刷压力×开始出现锡膏漏印-钢网释放锡膏不完整仅当一个开口出现锡膏体积不足问题时,可以看到在该开口处有部分堵塞z 应检查钢网并清洗 z 检查单板支撑情况z检查印刷脱模分离速度×钢网到焊盘的锡膏转移不完整锡膏漏印/钢网开口堵塞z 检查助焊剂是否选择正确 z检查锡膏滚动、脱模、报废时间z 检查钢网上的锡膏量 z 检查钢网开口的清洁度 z可能需要减少锡膏粉末尺寸×印刷锡膏形状不规则锡膏从钢网开口脱模不良,所印刷锡膏形貌不良z 检查分离速度 z 检查钢网清洁度z提高印刷速度(降低锡膏粘性)z 确认锡膏未超过报废时间 z如果问题是局部性的,检查单板支撑情况×开口填充不良或漏印,所印锡膏体积低于开口体积的80%以上z钢网开口填充不良和/或锡膏脱模分离不良 z锡膏粉末尺寸分布太大 z钢网堵塞z检查印刷速度和印刷压力设置z检查锡膏是否超过报废时间、锡膏在刮刀作用下的滚动和分离情况常见故障分析-印刷工艺(续)故障描述可能原因改善方案×印刷锡膏过多-可能导致连锡印刷刮网不干净,或印刷压力太低z 加大印刷压力 z 调整分离速度z检查钢网和焊盘平整度,钢网开口锥度不良,重新认证钢网供应商 z降低钢网厚度×/√印刷外形不良“狗耳朵”,锡膏量合适,但形貌不良-可能导致回流后连锡分离速度需要调整或钢网开口外形不良,后者影响更大,钢网开口壁面积应该不大于焊盘表面积z 检查分离速度 z 检查锡膏胶粘性 z 检查钢网厚度z提高印刷速度并检查单板支撑情况×锡膏铲坑-印刷锡膏不足,呈凹型,四周锡膏量多z刮刀类型不合适z 印刷压力过大 z刮刀刀刃损伤z 确认印刷压力是否过大 z确认使用金属刮刀而非软橡胶刮刀z 检查刮刀刀刃是否有缺口 z检查钢网与PCB 接触情况 ×过印刷-所印锡膏外形超出焊盘z可能需要减少钢网开口尺寸 z可能存在钢网下锡膏挤渗z 检查焊盘/开口设计z降低印刷压力或提高印刷速度z检查钢网衬垫情况×印刷脱模后有锡膏残留在钢网开口中,单板上锡膏外形不一致z锡膏流变性变质z 需要清洗钢网 z 需要调整脱模 z锡膏粉末尺寸分布太大z钢网设计不良z检查锡膏在刮刀作用下的滚动和分离情况、锡膏是否超过报废时间z提高印刷速度(降低锡膏粘性)z 检查钢网开口的清洁度 z 检查脱模分离速度z 可能需要减少锡膏粉末尺寸 z检查开口焊盘比×锡膏桥接/外形拖尾。