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影響SMT焊接質量的因素和改進措施
閱讀：988 發布時間：2021-8-13隨著經濟和科學技術的發展，人們對具有多功能，微型化，高密度，高性能和高質量的電子產品提出了越來越高的要求。因此，對于SMT行業而言，高焊接質量是電子產品的生命保險。
此過程的每個環節都可能出現問題，從而影響SMT的焊接質量。在本文中，將討論和分析可能影響SMT焊接質量的元素，以避免在實際制造中出現類似問題。
BOM準備
作為SMT中z重要的復合材料之一，BOM的質量和性能與回流焊接的質量直接相關。具體來說，必須考慮以下方面：
a.組件包裝必須滿足安裝規程的自動安裝要求。
b.零件圖形必須滿足自動SMT的要求，因為它必須具有高尺寸精度的標準形狀。
c.組件的可焊端和PCB焊盤的焊接質量應滿足回流焊的要求，并且組件和焊盤的可焊端不得被污染或氧化。如果組件和PCB焊盤的可焊接端遭受氧化，污染或潮濕，則可能會發生一些焊接缺陷，例如潤濕不良，偽焊接，焊珠或空腔。對于濕度傳感器和PCB管理尤其如此。濕度傳感器必須在真空包裝后存儲在干燥箱中，并且有必要在下一次制造之前進行烘烤。
PCB焊盤的可制造性設計
SMT的水平取決于PCB設計質量，并且是影響表面安裝質量的D一要素。基于來自HP的統計，70％至80％的制造缺陷從派生PCB設計問題在基板材料的選擇，換算元件布局，焊盤和導熱焊盤設計，焊料掩模設計，組件的封裝類型，組件的方法，透射邊界，通過定位，光學定位點，EMC（電磁兼容性）等。
對于具有正確焊盤設計的PCB，即使在表面安裝過程中發生了少許歪斜，也可以在熔融錫的表面張力的作用下對其進行校正，這稱為自動定位或自校正效應。但是，如果PCB焊盤的設計不正確，即使安裝位置非常準確，焊接缺陷仍然會遇到，例如元件位置偏移和立碑。因此，在SMT焊盤設計方面必須仔細考慮以下方面：
•焊盤的對稱性。為了避免回流焊后的位置偏移和立碑問題，對于0805及以下的芯片組件，兩端的焊盤在焊盤尺寸以及吸熱和散熱能力方面應保持對稱，以保持熔化表面張力的平衡。錫焊如果一端在大銅箔上，建議使用單線連接來連接大銅箔上的焊盤。
•焊盤之間的空間。為了確保組件末端或引腳與焊盤之間的搭接尺寸合適，當焊盤之間的空間太大或太小時，往往會導致焊接缺陷。
•焊盤的剩余尺寸必須確保組件末端或引腳與焊盤之間搭接后的彎月形焊接點。
•焊盤的寬度應與組件末端或引腳的寬度基本兼容。
•請勿在焊盤上放置通孔。否則，在回流焊接過程中，熔化的錫可能會沿著通孔流走，從而導致偽焊接和錫不足。它可能會流到電路板的另一側，從而引起短路。
錫膏印刷
錫膏印刷技術的主要目的是解決與錫膏印刷量（錫膏的填充量和轉移量）不兼容的問題。根據專業統計，在正確設計PCB的情況下，有60％的返工PCB是由于不良的錫膏印刷而導致的。在焊膏印刷中，必須記住三個重要的“ S"：焊膏，鋼網和刮板。如果選擇正確，則可獲得出色的印刷效果。
•焊錫膏的質量
作為回流焊接的必要材料，焊膏是一種由合金粉末和焊劑（松香，稀釋劑，穩定劑等）均勻混合而成的焊膏，其中合金粉末是構成焊點的關鍵元素。助焊劑是消除表面氧化，提高潤濕性和確保焊膏質量的關鍵材料。就質量而言，一般而言，80％至90％的焊膏屬于金屬合金，而占其體積的50％。焊膏質量保障主要來自兩個方面：存儲和應用。焊膏通常存儲在0到10℃之間，或者根據制造商的要求進行存儲。對于其應用，SMT車間的溫度必須為25℃±3℃，濕度必須為50％±10％。而且，它的恢復時間必須為4小時以上，并且在使用前必須進行充分攪拌，以使其粘度具有出色的適印性和脫模變形性。涂完錫膏后必須正確放置錫膏蓋，涂有錫膏的電路板必須在兩個小時內進行回流焊接。
•鋼網設計
鋼網的關鍵功能在于在PCB焊盤上均勻地涂上焊膏。鋼網是印刷技術中不可少的，其質量直接影響錫膏印刷的質量。到目前為止，共有三種制造鋼網的方法：化學腐蝕，激光切割和電鍍。在以下方面得到充分考慮和適當處理之前，將無法確保模具設計。
a.鋼板的厚度。為了保證焊膏的數量和焊接質量，鋼網的表面必須光滑且平整，鋼板厚度的選擇應由引腳之間間距最小的組件決定。鋼板的厚度與最小間距，部件的值之間的關系可總結在下表1中。
b.光圈設計。開口為梯形截面孔，開口為喇叭形。他們的墻壁光滑沒有毛刺。寬厚比=孔的寬度/鋼網的厚度（對于小間距QFP，IC）；面積比=孔的基本面積/孔的壁面積（對于0201，BGA，CSP零件）。
c.防焊球加工。在0603或以上CHIP組件的鋼網孔上實施的防焊球處理可有效避免回流后產生焊球。對于焊盤太大的組件，建議使用網格劃分以阻止過多的錫生成。
d.標記。鋼網B側至少應產生3個MARK點，并且鋼網應與PCB上的MARK兼容。為了增加印刷精度，應該有一對最長對角線距離的MARK點。
e。印刷方向。印刷方向也是一個關鍵的控制點。在確定印刷方向的過程中，彼此之間具有微小間距的組件不應太靠近導軌。否則，錫過多可能會導致橋接。
•刮板機
刮板基于其不同的硬度材料和形狀，在某種程度上會影響印刷質量。通常，使用帶有鍍鎳的鋼刮板，通常使用60°的刮板。如果有通孔組件，建議使用45°刮刀，以增加通孔組件上的錫含量。
•印刷參數
印刷參數主要包括刮板速度，刮板壓力，鋼網向下釋放速度，鋼網清潔模式和頻率。刮刀和鋼網的角度與焊膏的粘度之間確實存在限制關系，因此只有正確控制這些參數，才能確保焊膏的印刷質量。一般而言，刮刀的低速導致相對較高的印刷質量，并且錫膏的形狀可能模糊。此外，極低的速度甚至降低了制造效率。相反，高速的刮刀可能會導致網孔中焊錫膏的填充不足。太高的刮刀壓力可能會導致錫不足，從而增加刮刀和鋼網之間的磨損，而極低的壓力則會導致焊膏印刷不完整。所以，正常滾動錫膏時，應盡可能提高速度。此外，應調節刮刀壓力以獲得高印刷質量。*的向下釋放速度可能會導致焊膏發冰或形成不良現象，而低速釋放會影響制造效率。不合適的鋼網清潔方式和頻率會導致鋼網清潔不*，連續的錫電沉積或鋼網孔中錫的不足會導致狹窄空間的產品。*的向下釋放速度可能會導致焊膏發冰或形成不良現象，而低速釋放會影響制造效率。不合適的鋼網清潔方式和頻率將導致鋼網清潔不*，連續的錫電沉積或鋼網孔中錫的不足會導致狹窄空間的產品。*的向下釋放速度可能會導致焊膏發冰或形成不良現象，而低速釋放會影響制造效率。不合適的鋼網清潔方式和頻率將導致鋼網清潔不*，連續的錫電沉積或鋼網孔中錫的不足會導致狹窄空間的產品。
•設備精度
在高密度，小空間的印刷產品中，印刷精度和重復印刷精度會影響錫膏印刷的穩定性。
•PCB支持
PCB支持是焊膏印刷的重要調整內容。如果PCB缺乏有效的支撐或支撐不當，則應使用厚的焊膏或不均勻的焊膏。PCB支撐件應布置得平坦且均勻，以確保鋼網與PCB之間的緊密性。
元件安裝
組件安裝的質量取決于三個要素：正確選擇組件，準確放置和合適的安裝壓力。正確選擇組件是指組件必須與BOM的要求兼容的事實。正確的放置意味著必須正確安裝坐標，并且安裝規程的準確性必須確保安裝穩定性并正確安裝在焊盤上的組件。同時，必須注意安裝角度，以確保組件的方向正確性。合適的安裝壓力是指組件的壓制厚度，并且決不能太小或太大。可以通過設置PCB厚度，組件封裝厚度，噴嘴的貼片機壓力和調節貼片機的Z軸來確定貼裝壓力。
回流焊
焊點的焊接質量取決于回流焊溫度曲線的正確設置。良好的回流焊接曲線要求PCB上的所有安裝組件都必須接受出色的焊接，并且焊接點應兼具出色的外觀和高質量。如果溫度升高太快，一方面，元件和PCB會受熱，以至于元件容易損壞并且PCB變形。另一方面，焊膏中的溶劑揮發太快，金屬復合物會濺出作為鍍錫球。通常將峰值溫度設置為比焊膏的熔點高30℃至40℃.如果溫度過高且回流時間過長，則會損壞耐熱組件或組件塑料。相反，焊錫膏不*熔化會形成可靠的焊接點。為了提高焊接質量并阻止組件氧化，可以應用氮氣回流焊接。回流曲線通常根據以下方面進行設置：
a.可以根據焊膏推薦的溫度曲線進行設置。焊膏的成分決定了其活化溫度和熔點。
b.根據耐熱組件和貴重組件的熱性能參數，對于某些特殊組件，必須考慮z高焊接溫度。
c.應根據PCB基板的材料，尺寸，厚度和重量進行設置。
d.應根據回流焊爐的結構和溫度區域的長度進行設置，并且不同的回流焊爐應具有不同的設置。
影響SMT焊接質量的因素很多，包括元件的可焊性，PCB質量，PCB焊盤設計，焊膏質量，PCB的制造質量，SMT制造設備狀況，SMT各個環節的技術參數以及每個工人的操作技能。。在這些要素中，組件，PCB和焊膏的質量以及PCB設計對于回流焊接質量保證至關重要，因為由這些要素導致的焊接缺陷很難或無法通過技術解決方案來解決。因此，提高焊接質量的首要條件在于對材料質量的良好控制和出色的PCB焊盤設計。
摘自