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SMT加工厂带您了解SMT常见的工艺缺陷及解决方案

2021-07-08

现在科学技术越来越发达,各种电子产品和智能产品层出不穷。任何一种电子产品的出现都离不开SMT制造。为了制造出好的产品,我们必须对SMT加工中的各种工艺有一个清晰的认识。深圳市百千成电子SMT加工厂帮您整理SMT五大常见工艺缺陷。

缺陷1:“纪念碑”现象(即芯片组件“竖立”)

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造成立碑现象的主要原因是构件两端润湿力不平衡,造成构件两端扭矩不平衡,造成“立碑”。

再流焊时,是什么导致元件两端润湿力不平衡,造成“纪念碑”呢?

因素A:pad设计布局不合理:

(1) 元件两侧的一个垫块与地线连接,或垫块一侧面积过大,垫块两端热容不均匀;

(2) PCB表面温差过大,导致元件垫两侧吸热不均;

③ 大型器件散热器周围的QFP、BGA和pad两端温度不均匀

解决方案:工程师调整垫设计和布局

因素B:锡膏和锡膏印刷问题:

(1) 锡膏活性不高或元件可焊性差。锡膏熔化后,不同的表面张力会导致焊盘润湿力不平衡。

(2) 两个焊盘上印刷的锡膏量不均匀,一面厚,张力大,另一面不均匀

它很薄,拉力很小,导致组件的一端被拉到一边形成空焊缝,一端被拉到一边形成纪念碑。

解决方案:工厂需要选择高活性的焊膏,并改进焊膏的印刷参数,特别是钢网的窗口尺寸

系数C:补片位移z轴方向的不均匀应力:

这将导致元件在焊膏中的浸入深度不均匀,熔化过程中由于时间的差异,两侧的润湿力不均匀,元件片的位移将直接竖立纪念碑。

解决方案:厂家需要调整贴片机的工艺参数

因素D:炉温曲线不正确

如果回流焊炉体太短,温度区太小,加热PCB的工作曲线会不正确,导致板面湿度差过大,润湿力不平衡。

解决方案:工厂需要根据不同的产品调整合适的温度曲线。

缺陷2:锡珠

焊道是回流焊中常见的缺陷之一,它不仅影响外观,而且会引起桥接。锡珠可分为两种类型

一种出现在芯片元件的一侧,通常是一个独立的大球体(图1);另一种则以分散的珠子形式出现在IC引脚周围。

焊道1示意图:位于元件腰侧(源网络)

生产锡珠的主要原因如下

因素A:温度曲线不正确:

回流焊的焊接曲线可分为预热、保温、回流和冷却。预热保温的目的是使PCB的表面温度在60-90s内上升到150℃,保温90s左右,既能减少PCB和元器件的热冲击,又能保证焊膏的溶剂部分挥发,避免回流焊时溶剂过多造成飞溅,使焊膏冲出焊盘形成焊道。

解决方法:工厂应注意加热速度,采取适当的预热,使溶剂充分挥发

因素B:锡膏质量:

(1) 锡膏中的金属含量通常为(90±0.5)%。如果金属含量过低,会导致焊剂成分过多,因此过多的焊剂在预热阶段很难挥发,造成飞珠;

(2) 焊膏中水汽和氧含量的增加也会导致飞珠。因为锡膏通常是冷藏的,从冰箱取出时,如果没有充分加热、解冻、搅拌均匀,就会有水蒸气进入;另外,每次使用后应将锡膏瓶盖紧闭;如果不及时覆盖,水蒸气也会进入;

(3) 钢网印刷的锡膏完成后,其余部分应分开处理;如果你把它放回原来的瓶子里,瓶子里的锡膏会变质,还会有锡珠;

解决方法:从工厂选用优质焊膏,并注意焊膏的贮存和使用要求

其他因素包括:

1.印刷太厚,压下元件后多余焊膏溢出;

2.压力过大导致焊膏在油墨上塌陷;

3.垫口形状不好,未做防锡珠处理;

4.锡膏活性差,干燥过快,或小锡粉过多;

5.胶印,使部分锡膏沾在PCB上;

6.刮板速度过快,造成倒边不良,回流后出现锡球。

缺陷3:桥接

桥接也是SMT生产中常见的缺陷之一,会引起元器件之间的短路,桥接时必须进行修复。

BGA桥接示意图(源网络)

桥接的主要原因如下

因素A:锡膏质量问题:

① 锡膏中的金属含量

偏高,特别是印刷时间过长时,金属含量容易增加,导致IC引脚桥接(2)焊膏粘度低,预热后溢出到焊盘外侧;

(3) 锡膏塔下降程度差,预热后溢出到焊盘外侧;

解决方法:工厂需要调整锡膏的比例或使用高质量的锡膏

因素B:印刷系统

(1) 印刷机重复精度差,对准不均匀(不允许钢丝网对准,不允许PCB对准),导致焊盘外锡膏印刷,特别是QFP焊盘间距细;

(2) 在PCB焊盘设计中,钢网窗的尺寸和厚度没有对齐,锡铅合金涂层不均匀,导致焊膏过多;

解决方案:工厂需要调整印刷机以提高PCB焊盘的涂层;

因素C:粘附压力过大:

锡膏压缩后的满流是生产中常见的原因;另外,芯片精度不足会引起元器件位移和IC引脚变形;

因素D:回流炉加热速度太快,锡膏中溶剂挥发太晚

解决方案:工厂需要调整贴片机的z轴高度和回流炉的加热速率

缺陷四:芯吸现象

芯吸现象又称吸芯现象和抽芯现象,是SMT常见的焊接缺陷之一,在气相回流焊中更为常见。焊料从焊盘中分离出来,沿着引脚上升到引脚和芯片体之间,导致严重的虚焊。

原因:通常引脚的导热系数过高,温度上升较快,使得焊料优先润湿引脚。两者之间的润湿力

即使焊料与焊脚之间的润湿力远大于焊料与焊盘之间的润湿力。针的翘起会加剧芯吸现象的发生。这是一个很好的例子

解决方案:工厂需要预热SMA(表面贴装组件)在炉焊接前。PCB焊盘的可焊性应仔细测试并确保。不能忽略组件的共面性。共面性差的器件不适合生产。

注:在红外回流焊中,PCB基板和焊料中的有机助焊剂是吸收红外线的良好介质,引脚可以部分反射红外线。因此,焊料优先熔化,焊料与焊盘之间的润湿力大于焊料与焊脚之间的润湿力。因此,焊料不会沿引脚上升,因此出现芯吸现象的概率要小得多。

缺陷5:BGA焊接不良(BGA:球栅阵列封装)

不良症状:1

连锡也叫短路,即在焊接过程中,焊球与焊球短路

连接,导致两个焊盘连接,造成短路。

解决方法:调整温度曲线,降低回流压力,提高印刷质量

不良症状二:假焊:

假焊接也被称为“臀部效应”。假焊的原因很多(焊球或焊盘氧化、炉内温度不够、PCB变形、锡膏活性差等)。BGA假焊的特点是“难找”、“难识别”。

好症状3:冷焊:

冷焊不等于假焊。冷焊是由于回流温度异常,导致焊膏未完全熔化,这可能是由于温度未达到焊膏熔点或回流区回流时间不足造成的。

解决方法:工厂调整温度曲线,以减少冷却过程中的振动

不良症状4:气泡

但气泡过大容易引起质量问题。气泡的验收有IPC标准。气泡产生的主要原因是焊接时盲孔内隐藏的空气没有及时排出。

解决方法:要求工厂用X光检查原材料是否有气孔,调整温度曲线

不良症状5:焊球开裂

不良症状6:污垢

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