因?yàn)閷?zhuān)業(yè)
所以領(lǐng)先
SMT即表面貼裝技術(shù)(Surface Mount Technology),是電子產(chǎn)品制造中常用的一種工藝。它通過(guò)將無(wú)引腳或短引線的表面組裝元器件(SMC - Surface Mount Components / SMD - Surface Mount Device)直接安裝在印刷電路板(PCB - Printed Circuit Board)的表面或其它基板的表面上,然后通過(guò)回流焊接或浸焊等方法加以焊接組裝的電路裝連技術(shù)。相較于傳統(tǒng)的穿孔工藝,SMT工藝具有尺寸小、重量輕、性能穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高等優(yōu)勢(shì),成為現(xiàn)代電子制造的主流工藝。SMT貼裝工藝主要分為手工貼裝和自動(dòng)化貼裝兩種。手工貼裝靈活性高,適用于小批量生產(chǎn)或樣品制作,但生產(chǎn)效率相對(duì)較低且可能存在人工操作誤差;自動(dòng)化貼裝則利用自動(dòng)貼裝設(shè)備實(shí)現(xiàn)元器件的高速貼裝,確保了生產(chǎn)效率和質(zhì)量 。
這是SMT工藝流程的起始步驟。鋼網(wǎng)是印刷電路板表面焊膏印刷過(guò)程中的重要生產(chǎn)工具。制作鋼網(wǎng)時(shí),首先要根據(jù)電路板的尺寸和結(jié)構(gòu)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。制作鋼網(wǎng)的材料一般為金屬絲網(wǎng),期間需要經(jīng)過(guò)清洗加工、沖孔和網(wǎng)板張力校驗(yàn)等工序。鋼網(wǎng)制作的精準(zhǔn)度直接影響后續(xù)焊膏印刷的質(zhì)量等環(huán)節(jié),如果鋼網(wǎng)存在問(wèn)題,可能導(dǎo)致焊膏印刷不均勻或者不準(zhǔn)確等情況,進(jìn)而影響整個(gè)SMT貼裝的質(zhì)量 。
基板涂覆在SMT工藝流程里極為重要。先將制作好的鋼網(wǎng)放置在PCB板上,要讓焊膏均勻涂布在鋼網(wǎng)上。接著把電路板放在覆蓋鋼網(wǎng)的位置,借由壓力和摩擦使焊膏黏附到電路板上。在這個(gè)過(guò)程中,需要注意使焊膏均勻地覆蓋在需要焊接元器件的焊盤(pán)上,以保證后續(xù)元器件貼裝和焊接的穩(wěn)定性。例如,如果焊膏涂布不均勻,可能出現(xiàn)部分焊盤(pán)上焊膏過(guò)多或過(guò)少的情況,過(guò)多焊膏可能在回流焊時(shí)造成短路等問(wèn)題,過(guò)少則可能導(dǎo)致虛焊等不良現(xiàn)象 。
此階段要用到鋼網(wǎng)和基板涂覆的焊膏進(jìn)行電子元件的貼裝。電子元件貼裝一般使用自動(dòng)化貼裝機(jī),這種設(shè)備能根據(jù)元件的形狀和位置自動(dòng)完成定位、貼裝。在這一流程里,元件的位置和貼裝方向相當(dāng)關(guān)鍵,直接關(guān)系到電路的連接性和完整性。例如在一些精密電路板中,一個(gè)元件貼裝的位置如果出現(xiàn)極小的偏差,都可能使電路無(wú)法正常工作。當(dāng)然,對(duì)于小批量或者特殊需求的情況,也可采用手動(dòng)貼裝,操作員使用顯微鏡和真空吸筆將元件放置在PCB上,但這種方式對(duì)操作員的技能要求較高且效率相對(duì)較低 。
回流焊是SMT工藝流程中不可或缺的關(guān)鍵步驟。在此階段,已經(jīng)貼裝的電子元件和PCB板需通過(guò)焊接進(jìn)行牢固連接,通常采用熱風(fēng)回流焊爐來(lái)進(jìn)行操作。在高溫環(huán)境下,電子元件和PCB板之間的焊膏會(huì)熔化,進(jìn)而形成牢固的焊點(diǎn)?;亓骱高^(guò)程中的溫度控制非常重要,不同的元件和焊膏對(duì)溫度的要求不盡相同,如果溫度控制不當(dāng),例如溫度太低,焊膏熔化不了,就會(huì)出現(xiàn)冷焊現(xiàn)象;溫度太高,F(xiàn)PC(柔性印制電路)容易起泡,元件也會(huì)被燒壞。同樣,預(yù)熱溫度也要適當(dāng),太低助焊劑揮發(fā)不完全,回流后有殘留影響外觀;太高則會(huì)造成助焊劑過(guò)早揮發(fā)掉,導(dǎo)致回流時(shí)虛焊現(xiàn)象,并且有可能產(chǎn)生錫珠等問(wèn)題 。
回流焊完成后便進(jìn)入清洗工序。在SMT貼裝過(guò)程中,可能會(huì)有焊膏溢出或者存在其他雜質(zhì),這些雜質(zhì)會(huì)對(duì)電路的正常工作產(chǎn)生影響,因此需要清洗。清洗可以使用專(zhuān)門(mén)的清洗機(jī)去除貼裝過(guò)程中殘留在電路板上的有害物質(zhì),如助焊劑等。清洗機(jī)的位置沒(méi)有嚴(yán)格固定,可以在線或者不在線。如果不進(jìn)行清洗,助焊劑殘留可能會(huì)導(dǎo)致電路出現(xiàn)腐蝕等問(wèn)題,影響產(chǎn)品的可靠性和使用壽命 。
檢測(cè)環(huán)節(jié)是對(duì)組裝好的電路板進(jìn)行檢測(cè),以確保其功能和外觀能符合相關(guān)要求。檢測(cè)通常分為自動(dòng)檢測(cè)和手動(dòng)檢測(cè)兩種方式。
自動(dòng)檢測(cè):主要采用設(shè)備進(jìn)行。例如AOI(Automatic Optical Inspection - 自動(dòng)光學(xué)辨識(shí)系統(tǒng)),目前已經(jīng)在電子業(yè)的電路板組裝生產(chǎn)線的外觀檢查方面被普遍應(yīng)用,用于替代以往的人工目檢作業(yè)。AOI能夠檢查錫膏印刷后是否符合標(biāo)準(zhǔn)以及電路板上的零件焊錫組裝后的質(zhì)量狀況,不過(guò)AOI也存在一定的局限性,像有些灰階或是陰影明暗不明顯的地方比較容易出現(xiàn)誤判的情況,并且被其他零件遮蓋到的組件以及位于組件底下的焊點(diǎn)往往檢測(cè)不到。此外,還有X - Ray檢測(cè)系統(tǒng)、功能測(cè)試儀等設(shè)備可以從不同角度對(duì)電路板進(jìn)行檢測(cè)。比如X - Ray檢測(cè)可用于檢查組件底下焊點(diǎn)(如BGA)的質(zhì)量,來(lái)保證電路板達(dá)到較高的測(cè)試涵蓋率 。
手動(dòng)檢測(cè):則是由操作員借助測(cè)試設(shè)備和顯微鏡等工具來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。在這里需要檢查電路板的電氣性能、機(jī)械性能和外觀質(zhì)量等多方面是否滿(mǎn)足要求,如檢查是否存在焊接開(kāi)路、短路、偏移、缺件、錯(cuò)件等問(wèn)題 。如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,要對(duì)故障的PCB板進(jìn)行返工,這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為返修。返修使用的工具一般為烙鐵、返修工作站等,其可以配置在生產(chǎn)線中的任意位置。
印刷作為SMT貼片工藝流程中的首個(gè)步驟,涉及焊膏的涂敷工作,其方式眾多,像絲網(wǎng)印刷、點(diǎn)膠和噴射等。
在印刷過(guò)程中,保證焊膏均勻地涂敷在PCB的焊盤(pán)上至關(guān)重要。例如使用絲網(wǎng)印刷時(shí),如果絲網(wǎng)與PCB對(duì)位不準(zhǔn)或者絲網(wǎng)存在破損等情況,會(huì)使焊膏印刷不均勻。
嚴(yán)格控制焊膏的量也不容忽視,既不能過(guò)多也不能過(guò)少。若焊膏過(guò)多,可能在回流焊過(guò)程中造成短路;而焊膏過(guò)少則可能導(dǎo)致虛焊。如果是新購(gòu)的焊膏,未及時(shí)使用時(shí)需要放在5 - 10度的環(huán)境下存放,絕不能放置在低于零度的環(huán)境下,以免影響焊膏的性能 。
貼片環(huán)節(jié)可采用手動(dòng)或自動(dòng)方式。
自動(dòng)貼片中需要按照預(yù)設(shè)程序利用貼片機(jī)將元件放置在PCB上。在此過(guò)程中要確保元件放置準(zhǔn)確,不發(fā)生錯(cuò)位和傾斜等狀況。同時(shí)貼片機(jī)設(shè)備需要經(jīng)常檢查,如果設(shè)備出現(xiàn)老化,或者部分零器件損壞的話(huà),為避免貼片被貼歪和出現(xiàn)高拋料情況,必須及時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行修理或者更換新的設(shè)備 。
在手動(dòng)貼片中,操作人員運(yùn)用顯微鏡和真空吸筆來(lái)放置元件。這就要求操作人員技術(shù)熟練,并且要仔細(xì)地將元件按照規(guī)定位置和方向準(zhǔn)確放置,因?yàn)槭謩?dòng)操作的人為因素影響較大。例如在貼裝微型元器件時(shí),如果操作人員稍有不慎就可能貼錯(cuò)位置或者貼歪元件。
焊接主要是通過(guò)熔融焊料將電子元件與PCB連接起來(lái),通常采用熱風(fēng)焊或激光焊等方式。
在熱風(fēng)焊中,熱風(fēng)槍的操作需要謹(jǐn)慎,比如要控制好熱風(fēng)的溫度、風(fēng)速和出風(fēng)方向等參數(shù)。設(shè)定合理的熱熔溫度曲線非常關(guān)鍵,它會(huì)因不同的元件和PCB類(lèi)型而有所差異。再者,熱風(fēng)槍的噴頭要與焊接部位保持適當(dāng)距離和角度,如果距離過(guò)近、角度不當(dāng)或者溫度過(guò)高,很可能會(huì)烤壞元件或者造成PCB板面損壞。
激光焊的情況下,要精確控制激光束的功率、脈沖頻率、照射時(shí)間等參數(shù),以確保焊料能均勻完整地熔化并形成可靠焊點(diǎn)。激光束的焦點(diǎn)位置也需要精準(zhǔn)控制,一旦焦點(diǎn)偏移就會(huì)造成焊接不良。另外,無(wú)論是哪種焊接方式,焊接操作對(duì)工作環(huán)境的溫度和濕度也有一定要求,如果環(huán)境濕度過(guò)大,可能會(huì)引起焊接處受潮,影響焊接質(zhì)量。
檢測(cè)環(huán)節(jié)是確保產(chǎn)品質(zhì)量的重要把關(guān)步驟。
自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備(如AOI、X - Ray等)的使用方面,需要定期進(jìn)行校準(zhǔn)和維護(hù),以確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。例如AOI設(shè)備,其檢測(cè)的參數(shù)(如零件的外形尺寸標(biāo)準(zhǔn)、焊點(diǎn)形狀和尺寸標(biāo)準(zhǔn)等)要根據(jù)產(chǎn)品要求進(jìn)行合理設(shè)定,并且要隨著產(chǎn)品的更新進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化。
在手動(dòng)檢測(cè)環(huán)節(jié),操作人員需要具備豐富的經(jīng)驗(yàn)和技能。檢測(cè)時(shí)要仔細(xì)查看每一個(gè)元件的焊接狀況,對(duì)于外觀檢查不易發(fā)現(xiàn)的內(nèi)部焊接問(wèn)題(如引腳內(nèi)部虛焊等)要借助相關(guān)工具(如探針、顯微鏡等)進(jìn)行檢查。而且對(duì)于檢測(cè)出的問(wèn)題,要準(zhǔn)確地進(jìn)行記錄和分類(lèi),以便后續(xù)進(jìn)行有效的返修處理。
原材料的選取與采購(gòu)對(duì)SMT貼片生產(chǎn)加工質(zhì)量有著根本的影響。SMT貼片過(guò)程中的原材料主要包含電子元器件和印刷電路板材料等。
選擇電子元器件時(shí),要挑選符合貼片加工要求的產(chǎn)品,包括元器件的尺寸精度、電氣性能、可焊性等方面都要滿(mǎn)足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。例如對(duì)于一些高精度要求的電子產(chǎn)品,所選用的電阻、電容等元器件的標(biāo)稱(chēng)值精度應(yīng)該在極小的誤差范圍內(nèi),并且在焊接過(guò)程中要具有良好的可焊性,不會(huì)出現(xiàn)虛焊等現(xiàn)象。
對(duì)于印刷電路板材料,其材質(zhì)特性(如絕緣性能、散熱性能等)、銅箔厚度、表面平整度等指標(biāo)都要符合加工要求。例如在高頻電路的PCB設(shè)計(jì)中,需要使用具有低介電常數(shù)和低損耗角正切的板材,以保證信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量。在采購(gòu)過(guò)程中,要選擇有信譽(yù)的供應(yīng)商,同時(shí)建立穩(wěn)定的供應(yīng)鏈管理系統(tǒng),確保原材料能夠按時(shí)供應(yīng),并做好有效的庫(kù)存管理工作,另外還需要對(duì)原材料進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn),比如外觀檢查、尺寸測(cè)量、性能測(cè)試等 。
SMT貼片生產(chǎn)加工依賴(lài)多種設(shè)備,像貼片機(jī)、印刷機(jī)、回流焊等設(shè)備的正常運(yùn)行是保障貼片加工質(zhì)量的重要因素。
定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)是必不可少的。例如貼片機(jī),長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行可能會(huì)出現(xiàn)吸嘴磨損、傳送裝置松動(dòng)等情況。吸嘴磨損會(huì)影響對(duì)元器件的吸取和放置精度,傳送裝置松動(dòng)可能導(dǎo)致PCB傳送位置偏差。對(duì)于印刷機(jī)來(lái)說(shuō),刮刀的磨損、鋼網(wǎng)的清潔程度等都會(huì)影響焊膏印刷質(zhì)量?;亓骱冈O(shè)備則需要檢查加熱元件是否正常工作、熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)是否暢通等。
設(shè)備校準(zhǔn)方面,要對(duì)設(shè)備的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行定期校準(zhǔn)。如貼片機(jī)的坐標(biāo)定位系統(tǒng)需要校準(zhǔn)以確保元件貼裝位置準(zhǔn)確;印刷機(jī)的印刷厚度、對(duì)位精度等參數(shù)也要定期校準(zhǔn);回流焊爐的溫度控制參數(shù)更要精確校準(zhǔn),因?yàn)闇囟葘?duì)焊接質(zhì)量有著最為直接的影響,一旦溫度控制不準(zhǔn),就可能在焊接過(guò)程中出現(xiàn)諸多質(zhì)量問(wèn)題,像冷焊、虛焊、元件損壞等 。
在進(jìn)行大批量的SMT貼片生產(chǎn)以前,樣品確認(rèn)是保障批量生產(chǎn)質(zhì)量的重要步驟,是通過(guò)制作少量樣品來(lái)驗(yàn)證SMT貼片加工工藝的可行性和穩(wěn)定性。
在樣品確認(rèn)環(huán)節(jié),需要對(duì)樣品的貼片位置、尺寸、貼片高度等參數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)和測(cè)試。如貼片位置的檢驗(yàn),要檢查每個(gè)元件是否按照設(shè)計(jì)要求的精確位置貼裝,偏差范圍應(yīng)在允許的公差之內(nèi);貼片尺寸方面,要查看元件的實(shí)際貼裝大小是否與設(shè)計(jì)相符;貼片高度的檢查可以通過(guò)專(zhuān)門(mén)的測(cè)量工具進(jìn)行,確保元件與PCB板面的高度關(guān)系符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
通過(guò)詳細(xì)的檢驗(yàn)和測(cè)試,如果樣品符合要求則表明工藝可行,可以進(jìn)行后續(xù)的批量生產(chǎn)。而如果樣品存在問(wèn)題,則需要對(duì)工藝進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化,直至樣品合格為止,這樣才能有效避免在批量生產(chǎn)時(shí)出現(xiàn)大量質(zhì)量問(wèn)題,保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠 。
AOI是一種通過(guò)光學(xué)原理對(duì)貼片進(jìn)行全自動(dòng)檢測(cè)的方法。
AOI能夠迅速且精確地檢測(cè)貼片是否正確貼附、位置是否準(zhǔn)確、焊接是否良好等諸多情況。在AOI檢測(cè)過(guò)程中,設(shè)備會(huì)依據(jù)預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電路板的圖像進(jìn)行分析比對(duì)。例如對(duì)貼片位置的檢測(cè),AOI設(shè)備可以精確到極小的誤差范圍,一旦貼片位置超出這個(gè)范圍就會(huì)判定為不合格;對(duì)于焊接質(zhì)量的檢測(cè),可以識(shí)別焊點(diǎn)的形狀、大小、亮度等特征,來(lái)判斷焊點(diǎn)是否存在虛焊、短路、少錫等異常情況。
通過(guò)使用AOI,可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)貼片過(guò)程中的問(wèn)題,從而大大提高貼片生產(chǎn)加工的質(zhì)量和效率。不過(guò)AOI也存在一定的局限性,像對(duì)于一些顏色相近、光影復(fù)雜的部位可能會(huì)出現(xiàn)誤判現(xiàn)象,并且AOI難以檢測(cè)位于元件底部被遮擋部分的焊點(diǎn)情況,這時(shí)往往需要配合其他檢測(cè)手段(如X - Ray檢測(cè))來(lái)保證產(chǎn)品檢測(cè)質(zhì)量 。
X - Ray檢測(cè)是利用X射線照射貼片,憑借貼片內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化來(lái)檢測(cè)貼片的焊接和連接狀況。
這種檢測(cè)方法能夠非常精準(zhǔn)地檢測(cè)貼片焊點(diǎn)的質(zhì)量,尤其適用于檢測(cè)隱藏在元件下方的焊點(diǎn),如BGA(球柵陣列封裝)封裝元件底部的焊點(diǎn)情況。在X - Ray檢測(cè)設(shè)備下,焊點(diǎn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)清晰可見(jiàn),可以準(zhǔn)確判斷焊點(diǎn)是否存在空洞、短路等缺陷。例如在一些高密度的多層電路板中,由于元件排列密集且多層結(jié)構(gòu)復(fù)雜,常規(guī)的檢測(cè)方法很難檢測(cè)到內(nèi)部焊點(diǎn)情況,而X - Ray檢測(cè)就能有效地解決這個(gè)問(wèn)題。
常規(guī)質(zhì)量檢測(cè)中,X - Ray檢測(cè)常與其他檢測(cè)手段結(jié)合使用,以此來(lái)避免因焊點(diǎn)質(zhì)量不良而導(dǎo)致的一系列質(zhì)量問(wèn)題,確保電路板整體焊接質(zhì)量達(dá)到較高水平。
人工檢驗(yàn)在貼片生產(chǎn)加工過(guò)程中的品質(zhì)控制方面占據(jù)重要位置。
人工檢驗(yàn)時(shí),操作人員可以通過(guò)目視檢查貼片的貼附質(zhì)量、焊接質(zhì)量和尺寸等參數(shù)。例如查看貼片是否有偏移、傾斜,焊點(diǎn)表面是否光滑、圓潤(rùn)等。對(duì)于一些精細(xì)部件,還可以通過(guò)使用顯微鏡進(jìn)行微觀檢查;使用千分尺等工具可以對(duì)貼片的尺寸、間距等進(jìn)行精確測(cè)量。
不過(guò)人工檢驗(yàn)對(duì)操作人員的素質(zhì)要求較高,需要操作人員經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)的培訓(xùn),具備豐富的經(jīng)驗(yàn),能夠準(zhǔn)確判斷貼片的質(zhì)量。同時(shí),人工檢驗(yàn)雖然能夠發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題,但也存在誤判、漏判的可能性,一般也需要結(jié)合其他檢測(cè)方法一起使用,從而保證檢驗(yàn)結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性 。
在加工貼片時(shí),對(duì)于小尺寸或高精度要求的元器件,通常需根據(jù)文件制作鋼網(wǎng)進(jìn)行位置校正,這一過(guò)程中可能出現(xiàn)元器件位置校正失敗的問(wèn)題。這可能是由于所采用的校正設(shè)備精度不夠或者校正方法不合理等因素導(dǎo)致的。
在貼片生產(chǎn)過(guò)程中,采用高精度和高分辨率的開(kāi)環(huán)平移機(jī)來(lái)完成位置配對(duì),以此確保元器件的位置校正達(dá)到精準(zhǔn)度要求,保證其準(zhǔn)確貼裝在指定位置上,從而保障電路功能的正常實(shí)現(xiàn) 。
設(shè)備磨損或者操作員的人為誤差,可能造成有些貼片不能在指定的正確位置上被加工。在大規(guī)模生產(chǎn)中,設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行難免出現(xiàn)磨損現(xiàn)象,例如貼片機(jī)的吸嘴磨損會(huì)影響取放元件的精度;操作員操作失誤如PCB板放置位置偏差等情況也較為常見(jiàn)。
采用手工方式來(lái)校準(zhǔn)工作臺(tái)的位置屬于一種較為基礎(chǔ)的解決方案,但這種方式精度較為有限。更加理想的方法是運(yùn)用自動(dòng)化的校準(zhǔn)方法,如采用觸發(fā)器切換的方式,通過(guò)觸發(fā)器準(zhǔn)確控制貼片加工的位置,有效提高貼片位置的準(zhǔn)確性,避免因位置偏差而產(chǎn)生電路性能問(wèn)題或者返工情況的發(fā)生 。
SMT加工過(guò)程中經(jīng)常會(huì)面臨上下構(gòu)造的彈性不均勻的問(wèn)題。這可能是由于電路板設(shè)計(jì)布局或者元件本身的結(jié)構(gòu)特性等因素導(dǎo)致的,這種不均勻的彈力會(huì)影響元件的貼裝穩(wěn)定性和焊接質(zhì)量等。
可以通過(guò)增加平衡調(diào)整措施來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。在制作鋼網(wǎng)時(shí),在相應(yīng)的區(qū)域增加電路板的支撐要素,由此減少相鄰元件間的影響,提高元件貼裝區(qū)域的平整度和穩(wěn)定性。在粘貼元器件時(shí),可以啟用全息定位方式,使元件能在平衡的位置上發(fā)揮正常的功能,從而保障電路工作狀態(tài)的正常性和可靠性 。
在SMT貼片加工環(huán)節(jié)中,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)元器件自身的標(biāo)志與其在鋼網(wǎng)中的標(biāo)志不一致的情況,即元器件的方向或極性不正確。這可能由多種因素造成,例如元器件的初始安裝錯(cuò)誤、在鋼網(wǎng)設(shè)計(jì)制作環(huán)節(jié)中誤標(biāo)等。
采用視覺(jué)匹配的方法同時(shí)配合增加增量傳感器的控制,可以有效解決這個(gè)問(wèn)題。視覺(jué)匹配能夠準(zhǔn)確識(shí)別元器件的實(shí)際標(biāo)志和正確方向,增量傳感器則能為校正工作提供精確的控制參數(shù),保證長(zhǎng)安城煙霧和極性正確,確保電路連接正常并且避免因方向、極性錯(cuò)誤而出現(xiàn)的電路故障或者元件損壞等問(wèn)題 。
當(dāng)材料的實(shí)際壓力欠佳時(shí),需要對(duì)加工的元件進(jìn)行調(diào)平處理。例如在貼片過(guò)程中,如果元件底面不平整或者貼片壓力不均勻,會(huì)導(dǎo)致元件與PCB板之間的貼合不緊密,從而影響焊接質(zhì)量和電氣連接性能。
調(diào)平可以采用多種方式實(shí)現(xiàn)。比如通過(guò)增加物體支撐在元件底部的適當(dāng)位置,或者通過(guò)改變加工的輪廓等方式使元件底面盡量達(dá)到平整狀態(tài)。進(jìn)而提高元件與PCB板之間的貼合度,保證良好的焊接效果和可靠的電氣連接,提高產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性 。
虛焊是指在SMT貼片加工過(guò)程中,電子元件與電路板焊盤(pán)之間未能形成良好的焊接,使得兩者之間的連接不牢固或不導(dǎo)通。
焊盤(pán)表面污染:焊盤(pán)表面被污染(如生產(chǎn)過(guò)程中的手指油污、空氣中灰塵、化學(xué)處理劑殘留等)后會(huì)降低焊錫對(duì)焊盤(pán)的潤(rùn)濕性,不利于形成良好焊接。
焊料問(wèn)題:如低質(zhì)量或過(guò)期的焊料,前者可能導(dǎo)致焊點(diǎn)不牢固、潤(rùn)濕性差;后者則會(huì)使錫膏活性降低,影響焊接質(zhì)量。
打印過(guò)程問(wèn)題:錫膏打印不準(zhǔn)確(如偏移)或者錫膏厚度不均勻等都可能造成焊盤(pán)上錫膏量不足,進(jìn)而引發(fā)虛焊。
貼片元件問(wèn)題:元件端面的氧化、污染或損傷都會(huì)使?jié)櫇裥韵陆担瑥亩绊懞附淤|(zhì)量。
焊接過(guò)程問(wèn)題:溫度(過(guò)高或過(guò)低)、時(shí)間(過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短)以及爐溫曲線設(shè)置不合理等因素都可能導(dǎo)致焊點(diǎn)不牢固,影響焊接效果。
設(shè)備問(wèn)題:貼片設(shè)備的精度和穩(wěn)定性不足(如設(shè)備老化、磨損、校準(zhǔn)不準(zhǔn)確等)會(huì)造成貼片位置偏移或者元件擺動(dòng)等現(xiàn)象,最終影響焊接質(zhì)量 。
嚴(yán)格控制生產(chǎn)環(huán)境的潔凈度,防止焊盤(pán)表面被污染。確保所使用的焊料是質(zhì)量合格且在有效期內(nèi)的。對(duì)錫膏印刷過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控,優(yōu)化調(diào)整錫膏印刷參數(shù)確保印刷準(zhǔn)確和均勻。對(duì)貼片元件進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn),避免使用存在端面氧化、污染或損傷情況的元件。合理設(shè)置焊接過(guò)程中的溫度、時(shí)間等參數(shù),并優(yōu)化爐溫曲線以適應(yīng)生產(chǎn)需求。定期對(duì)貼片設(shè)備進(jìn)行維護(hù)、校準(zhǔn),保證設(shè)備的精度和穩(wěn)定性,從而最大程度地避免虛焊現(xiàn)象的發(fā)生。
立碑現(xiàn)象發(fā)生的主因是元件兩端的濕潤(rùn)力不平衡,這會(huì)引發(fā)元件兩端的力矩也不平衡,最終導(dǎo)致立碑情況。其因素包括焊盤(pán)設(shè)計(jì)與布局不合理、焊錫膏與焊錫膏印刷存在問(wèn)題等。
如果PCB表面各處溫差過(guò)大致使元件焊盤(pán)兩邊吸熱不均勻,或者大型器件(如QFP、BGA、散熱器周?chē)┲車(chē)男⌒推皆副P(pán)兩端出現(xiàn)溫度不均勻,會(huì)造成焊盤(pán)濕潤(rùn)力不平衡。
焊錫膏的活性不高或元件的可焊性差,會(huì)在焊錫膏熔化后因表面張力不一樣而引起焊盤(pán)濕潤(rùn)力不平衡;兩焊盤(pán)的焊錫膏印刷量不均勻、印刷太厚、貼片壓力太大等情況也會(huì)造成此現(xiàn)象;再者,如果焊盤(pán)開(kāi)口外形不好,未做防錫珠處理,或者錫膏活性不好、干得太快、含有太多顆粒小的錫粉以及印刷偏移等都會(huì)引發(fā)立碑現(xiàn)象 。
工程師應(yīng)調(diào)整焊盤(pán)設(shè)計(jì)和布局,減少溫差帶來(lái)的影響。針對(duì)焊錫膏及印刷方面的問(wèn)題,要選擇活性較高的焊錫膏,保證兩焊盤(pán)錫膏印刷均勻且量合適,優(yōu)化貼片壓力、焊盤(pán)開(kāi)口外形加工處理并且要防止錫珠生成,控制刮刀速度避免塌邊不良等。
橋連是SMT生產(chǎn)中的常見(jiàn)缺陷,會(huì)引起元件之間的短路,一旦出現(xiàn)必須返修。造成橋連的主要原因與焊錫膏的質(zhì)量有關(guān)。如果焊錫膏中金屬含量偏高,或者焊錫膏的其他質(zhì)量問(wèn)題可能造成橋連現(xiàn)象。
嚴(yán)格把控焊錫膏的質(zhì)量,在采購(gòu)時(shí)選擇金屬含量等各項(xiàng)指標(biāo)符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的焊錫膏,并且對(duì)焊錫膏進(jìn)行定期的質(zhì)量抽檢,避免使用存在質(zhì)量問(wèn)題的焊錫膏,從源頭上防止橋連現(xiàn)象的發(fā)生。
為確保PCBA電路板的高可靠性、電器性能穩(wěn)定性和使用壽命,提升電路板PCBA電子組件質(zhì)量及成品率,避免污染物污染及因此產(chǎn)生的電遷移,電化學(xué)腐蝕而造成電路失效。還必須對(duì)液冷服務(wù)器電路板焊接工藝后的錫膏殘留、助焊劑殘留、油污、灰塵、焊盤(pán)氧化層、手印、有機(jī)污染物及Particle等進(jìn)行清洗。這對(duì)于液冷服務(wù)器的高效、高可靠性運(yùn)行提供了有力保障。
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