DIP基础知识丨DIP/THT 波峰焊工艺手册

文摘   2024-09-18 23:52   广东  


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一. 序言

二. 影响波峰焊接品质的主要因素鱼骨图

三. 波峰焊工艺缺陷产生原因与预防改善措施

1.假焊/虚焊

2.漏焊

3.冷焊

4.贴片电容大锡点

5.桥连(短路)

6.针孔(气孔)

7.导通(支撑)孔填充不良

8.贴片元件溢胶

9.锡珠

10.PCB起泡

11.拉尖/焊旗

12.焊点剥离

13.表面裂纹

14.电子迁移(生枝晶)

15.锡须

16.锡瘟

17.退润湿

18.不完整锡点

19.不润湿/润湿不良

20.助焊剂残留

21.残留物发白

22.焊锡网

23.带锡灰渣

24.溶胶

25.元件破裂

26.蚀铜

27.球状焊点

28.圆点/零件不出脚

29.其它缺陷

四. PCB生产工艺要求

五. 无铅锡釬焊料铜含量标准及控制方法 

六. 控制有效喷涂范围降低助焊剂浪费


序言

    波峰焊接技术已有几十年的历史了,虽是早就被采用的连接技术,但也是支撑至今的电子设备的安装的中核心技术,是除微型(如:手机等) 电子行业外的电子厂必备的装连工艺技术!

目前其工艺水平已发展到相当高的阶段了,再提升的空间十分有限,其改善焊锡不良率的可能性只占其20%左右,而主要改善焊锡不良率是PBC  Layout的设计约占60%左右,其次改善焊锡不良率是来料约占20%左右, 低成本零缺陷的焊接表现是需要设计、材料、元件、设备功能及工艺控制的配合,低可焊性材料或差劣的设计不能指望工艺控制来完全解决问题,反之亦然;且工艺控制不是一次就能搞好的必须持续地跟进和对细节的关注;  不连续监测的是不可能100%能控制的,只有做足功课,限制材料和验证工艺流程,实施预防措施,过程和结果将自我保持,才能在这整个生产运行环境中得到符合可靠性能的产品!

就波峰焊工艺控制方面来讲,可以采取的措施由优化参数确定,过炉方向及各项数据优化;连锡短路及锡点不饱满问题可采取波峰2增加小挡片改变波峰局部形状及流速,改变波峰形状(平波和梯波)从而改变平波流速,  锡点间点SMT红胶等控制过炉质量;漏焊问题可采用改波峰喷咀1由三排孔为四排孔及用部分堵孔防止板面锡珠和拉尖拉旗问题; 松香喷雾量优化/喷雾提前延后及左右宽度数据化/喷雾形状改善质量及节省副料;波峰焊工艺水平是靠长期的工作经验的积累,它不可能完全的量化和数据化控制,相同的参数过同样的基板可能过炉效果不一样,这就要靠技术人员临场发挥的作用了!

当问题发生时,首先必须检查分析其影响的原因,针对具体原因才能对症下药,才能采取具体方法和措施加以改善!除PBC Layout的设计以外具体要检查制造过程中的基本条件,可将其归为以下三种情况:

1).材料问题

这些包括焊锡的化学材料,如:助焊剂/油/锡/清洁材料,还有PCB的包复材料,如:防氧化树脂/暂时或永久活性的防焊油墨及印刷油墨等!

2).焊锡润湿性差

这涉及所有的焊锡基材表面镀层及抗氧化处理,像零件(包括THT及SMT元 件),PCB及电镀通孔都必须被考虑之列!

3).生产设备偏差

这包括机器设备和维修的偏差以及外来因素,温度,运输链速和轨道角度,还有浸时间与深度等,都和机器有直接相关的参数;除此之外,通风,气压降低和电压的变化等外来因素也都必须被列入分析的范围之内!

波峰焊接效果鱼骨图所涉及到的各项因素都会对过炉后的质量有直接和间接影响,只不过各自的影响有大有小而已;而焊接后质量的好坏将直接影响生产成本与产品的可靠性和其功能使用问题,严重的将会造成不可估量的灾难性后果!故此,具备专业知识和实际工作经验的波峰焊工程技术人员是各电子厂争相聘请的!

编写本手册与大家共享;内容仅供从事本行业各同仁参考,希望大家喜欢;




缺陷1

假焊/虚 焊  Sham  Solder/  Weak  Solder


定义

是指焊件表面 没有形成合金层, 只是被焊锡覆盖或包住的锡点!


成因

1 基材表面不干净;

2 氧化或被污染;

3 PCB和元件引线可焊性差或存放时间过长;

4 设制温度过高;

5 助焊剂(松香)活性差。


预防与改善措施

1 IQC严格把好验收关合格品才准许入库,仓库做到先进先出,并在规定的时间内使用,超过期限必须经过重检合格才能上线使用;且库存必须有湿度控制并要求以及来料真空包装要求;

插机前预涂和预浸松香;

2 采取清洗和去潮(烘干)处理。

3 设定合适的预热温度(预热设定温度不得超过助焊剂供应商要求喷涂面达到80~120℃的范围);

4 控制有效的喷涂范围;加大助焊剂喷涂量;


不良品图片

问题后果/接收标准

1 产品可靠性问题;存在潜伏性的隐患!

2 电流大的线路严重的会造成烧坏失烟失火!

3 此问题存在INT现象,所 以ICT与AOI以及功能测试不能完全检出,很容易漏出至客户!生产中只有人工目检和老化测试有可能截出!

故此应以预防为主!不可接收需人工补修!



缺陷2

漏焊 Leak  Solder


定义

被焊基材表面完全没有焊锡;


成因

  1. PCB Layout不合理,波峰焊接时阴影效应造成漏焊;

2.波峰不平,波峰1堵孔造成漏; 

3.PCB受热变形翘曲使其与波峰接触不良造成漏焊;

助焊剂比重大,喷涂量大 过波峰时产生小气泡隔离造 成漏焊;

其它原因(例如:过炉机架遮挡;贴胶纸没留意挡住;氧化或被污染;

SMT返工抺胶水;PCB防氧化层OSP失效等)


预防与改善措施

1 要求SOT 90度或270度排列, 与过炉方向一致;单面板三极管增加通气孔;波峰焊贴片PAD位要比回流焊长焊盘露出长度>零件高度(下图是贴片三极管PA设计要求1.3×2mm);接地大铜皮用十字或梅花连接。

2 定时保养,波峰1改四排孔;移动炉胆使1波峰正对焊盘;加大浸锡深度;

3.对于宽161mm以上的PCB中间要设计无接合面带,过波峰炉时架支撑刀防止变形;

4 选择合适的助焊剂;

5 根据具体情况进行相应的解决方案(比如:修改过炉机架;改用窄的胶纸并要求贴时留意;要求上段工序改善;退供应商翻工等);


不良品图片

问题后果/接收标准

1 此类不良品可被AOI检出!

接触INT现象ICT和功 能测试不能完全检出!易 流至客户!

2 不可接收!需人工补修!



完结——以下无正文

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END


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