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如何避免 smt 貼片加工過程中出現(xiàn)虛焊的問題?
所屬分類:公司資訊發(fā)表時(shí)間:2024-11-25

如何避免 smt 貼片加工過程中出現(xiàn)虛焊的問題?


在 SMT 貼片加工過程中,虛焊是一個(gè)常見的問題。虛焊是指焊點(diǎn)處只有少量的焊錫附著,或者焊錫與元器件引腳、焊盤之間沒有形成良好的冶金結(jié)合,導(dǎo)致電氣連接不穩(wěn)定或完全沒有連接。以下是一些避免虛焊問題的方法:

1. 材料方面

焊錫膏質(zhì)量控制:

確保焊錫膏的金屬成分符合要求。例如,對(duì)于無鉛焊錫膏,其合金比例(如 Sn96.5Ag3.0Cu0.5)要精準(zhǔn),因?yàn)楹线m的合金成分能夠保證良好的流動(dòng)性和潤(rùn)濕性,有助于焊錫與引腳和焊盤充分接觸。如果金屬成分不佳,可能會(huì)導(dǎo)致焊錫膏在回流焊過程中不能很好地熔化和流動(dòng),從而產(chǎn)生虛焊。

檢查焊錫膏的有效期和保存條件。焊錫膏應(yīng)在規(guī)定的溫度(一般為 0 - 10℃)和濕度條件下保存,使用過期的焊錫膏容易出現(xiàn)助焊劑失效等問題,使焊錫膏的焊接性能下降,增加虛焊的風(fēng)險(xiǎn)。

選擇合適顆粒度的焊錫膏。對(duì)于精細(xì)間距的元器件,如 0.4mm 間距以下的芯片,需要使用顆粒較小的焊錫膏(如 Type 4 或 Type 5),這樣能更好地填充在細(xì)小的焊盤間隙中,避免因焊錫膏不能充分接觸引腳和焊盤而產(chǎn)生虛焊。

元器件引腳和焊盤的可焊性:

元器件引腳通常會(huì)有鍍錫、鍍金等表面處理。在采購(gòu)元器件時(shí),要確保引腳的鍍層質(zhì)量良好,無剝落、氧化等現(xiàn)象。例如,鍍金引腳如果鍍金層太薄或者有破損,在焊接過程中,底層金屬容易氧化,從而影響焊錫與引腳的結(jié)合,導(dǎo)致虛焊。

焊盤的表面處理方式(如熱風(fēng)整平、化學(xué)鍍鎳 / 浸金、有機(jī)可焊性保護(hù)劑)要選擇合適的工藝。化學(xué)鍍鎳 / 浸金(ENIG)處理后的焊盤抗氧化性好,能為焊接提供良好的表面條件。但如果處理過程出現(xiàn)問題,如鎳層過薄或者金層有缺陷,也會(huì)導(dǎo)致虛焊。

2. 設(shè)備參數(shù)優(yōu)化

印刷設(shè)備參數(shù):

調(diào)整印刷機(jī)的刮刀壓力。如果刮刀壓力過大,可能會(huì)把焊錫膏從模板的開口處擠出過多,導(dǎo)致焊盤上的焊錫膏量不足;而壓力過小,則可能使焊錫膏不能完全轉(zhuǎn)移到焊盤上。一般來說,刮刀壓力根據(jù)焊錫膏的特性和模板厚度進(jìn)行調(diào)整,范圍在 2 - 6kg/cm2 之間。

控制印刷速度。印刷速度通常在 20 - 50mm/s 之間。速度過快會(huì)使焊錫膏在模板開口處不能充分填充,造成焊錫膏印刷不均勻,進(jìn)而可能引起虛焊。同時(shí),合適的印刷速度還能確保焊錫膏圖形的清晰度和準(zhǔn)確性。

優(yōu)化印刷模板的開口尺寸和厚度。模板開口尺寸應(yīng)根據(jù)元器件引腳尺寸和焊盤尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì),確保焊錫膏能夠準(zhǔn)確地覆蓋在需要焊接的區(qū)域。模板厚度一般在 0.1 - 0.2mm 之間,過厚的模板可能會(huì)導(dǎo)致焊錫膏量過多,容易出現(xiàn)短路;過薄則可能導(dǎo)致焊錫膏量不足,產(chǎn)生虛焊。

貼片機(jī)參數(shù)設(shè)置:

提高貼片機(jī)的貼裝精度。貼裝精度應(yīng)控制在 ±0.05mm 以內(nèi)。如果元器件貼裝位置偏差過大,會(huì)使引腳與焊盤不能很好地對(duì)齊,在焊接時(shí),焊錫不能均勻地分布在引腳和焊盤之間,從而導(dǎo)致虛焊。

合理設(shè)置貼裝速度。對(duì)于不同類型的元器件,貼裝速度要有所不同。對(duì)于小型的片式元器件,如 0402、0603 封裝的電阻電容,可以適當(dāng)提高貼裝速度;但對(duì)于大型的、引腳較多的集成電路(IC),要降低貼裝速度,以確保貼裝的準(zhǔn)確性。

回流焊爐溫度曲線調(diào)整:

優(yōu)化預(yù)熱區(qū)參數(shù)。預(yù)熱區(qū)溫度上升速率一般控制在 1 - 3℃/s,適當(dāng)?shù)念A(yù)熱可以使焊錫膏中的溶劑緩慢揮發(fā),避免在回流區(qū)因溶劑快速揮發(fā)而產(chǎn)生氣孔或焊錫飛濺,從而減少虛焊的可能性。

精確控制回流區(qū)溫度和時(shí)間?;亓鲄^(qū)最高溫度應(yīng)根據(jù)焊錫膏的熔點(diǎn)設(shè)定,一般比焊錫膏熔點(diǎn)高 20 - 30℃,時(shí)間約為 30 - 60s。如果回流區(qū)溫度不夠高或者時(shí)間過短,焊錫膏不能完全熔化,會(huì)導(dǎo)致虛焊;而溫度過高或時(shí)間過長(zhǎng),則可能使焊錫過度氧化,也會(huì)影響焊接質(zhì)量。

3. 工藝過程管理

焊接前清潔處理:

對(duì)元器件和印刷電路板(PCB)進(jìn)行徹底的清潔??梢圆捎没瘜W(xué)清洗或等離子清洗的方式。例如,等離子清洗能夠有效去除元器件引腳和焊盤表面的有機(jī)物、氧化物和灰塵,使焊錫能夠更好地潤(rùn)濕表面,提高焊接質(zhì)量,減少虛焊的發(fā)生。

對(duì)于濕度敏感的元器件,進(jìn)行預(yù)烘處理。預(yù)烘溫度一般在 120 - 150℃之間,時(shí)間為 2 - 4 小時(shí)。這樣可以去除元器件內(nèi)部的水分,防止在焊接過程中因水分蒸發(fā)而產(chǎn)生氣泡,進(jìn)而避免虛焊。

焊接過程中的質(zhì)量監(jiān)控:

在回流焊過程中,使用爐溫測(cè)試儀對(duì)溫度曲線進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過在 PCB 上放置溫度測(cè)試點(diǎn),能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)溫度異常情況并進(jìn)行調(diào)整。例如,如果溫度曲線偏離設(shè)定值,可能會(huì)導(dǎo)致焊錫膏熔化不完全或過度熔化,增加虛焊的風(fēng)險(xiǎn)。

采用視覺檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)焊接后的焊點(diǎn)進(jìn)行外觀檢查。正常的焊點(diǎn)應(yīng)該是飽滿的半球形,表面有光澤。如果發(fā)現(xiàn)焊點(diǎn)不飽滿、有針孔、拉尖或者元器件引腳與焊盤之間有明顯的縫隙等情況,很可能是虛焊,需要及時(shí)進(jìn)行分析和處理。

焊接后檢測(cè)與返修:

完成焊接后,進(jìn)行電氣性能測(cè)試,如通斷測(cè)試、絕緣電阻測(cè)試等。這些測(cè)試能夠直接檢測(cè)焊點(diǎn)是否存在虛焊,導(dǎo)致電氣連接不良的情況。

對(duì)于檢測(cè)出的虛焊焊點(diǎn),要按照嚴(yán)格的返修工藝進(jìn)行處理。返修時(shí),使用合適的工具,如熱風(fēng)槍或烙鐵,在合適的溫度下,重新添加焊錫,使焊錫與引腳和焊盤形成良好的結(jié)合。返修后,需要再次進(jìn)行檢測(cè),確保虛焊問題得到解決。


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