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

如何避免 smt 貼片加工過程中出現虛焊的問題?


在 SMT 貼片加工過程中,虛焊是一個常見的問題。虛焊是指焊點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合,導致電氣連接不穩(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

焊錫膏質量控制:

確保焊錫膏的金屬成分符合要求。例如,對于無鉛焊錫膏,其合金比例(如 Sn96.5Ag3.0Cu0.5)要精準,因為合適的合金成分能夠保證良好的流動性和潤濕性,有助于焊錫與引腳和焊盤充分接觸。如果金屬成分不佳,可能會導致焊錫膏在回流焊過程中不能很好地熔化和流動,從而產生虛焊。

檢查焊錫膏的有效期和保存條件。焊錫膏應在規(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,增加虛焊的風險。

選擇合適顆粒度的焊錫膏。對于精細間距的元器件,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生虛焊。

元器件引腳和焊盤的可焊性:

元器件引腳通常會有鍍錫、鍍金等表面處理。在采購元器件時,要確保引腳的鍍層質量良好,無剝落、氧化等現象。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合,導致虛焊。

焊盤的表面處理方式(如熱風整平、化學鍍鎳 / 浸金、有機可焊性保護劑)要選擇合適的工藝?;瘜W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問題,如鎳層過薄或者金層有缺陷,也會導致虛焊。

2. 設備參數優(yōu)化

印刷設備參數:

調整印刷機的刮刀壓力。如果刮刀壓力過大,可能會把焊錫膏從模板的開口處擠出過多,導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移到焊盤上。一般來說,刮刀壓力根據焊錫膏的特性和模板厚度進行調整,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,進而可能引起虛焊。同時,合適的印刷速度還能確保焊錫膏圖形的清晰度和準確性。

優(yōu)化印刷模板的開口尺寸和厚度。模板開口尺寸應根據元器件引腳尺寸和焊盤尺寸進行設計,確保焊錫膏能夠準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,過厚的模板可能會導致焊錫膏量過多,容易出現短路;過薄則可能導致焊錫膏量不足,產生虛焊。

貼片機參數設置:

提高貼片機的貼裝精度。貼裝精度應控制在 ±0.05mm 以內。如果元器件貼裝位置偏差過大,會使引腳與焊盤不能很好地對齊,在焊接時,焊錫不能均勻地分布在引腳和焊盤之間,從而導致虛焊。

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

回流焊爐溫度曲線調整:

優(yōu)化預熱區(qū)參數。預熱區(qū)溫度上升速率一般控制在 1 - 3℃/s,適當的預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)溫度和時間?;亓鲄^(qū)最高溫度應根據焊錫膏的熔點設定,一般比焊錫膏熔點高 20 - 30℃,時間約為 30 - 60s。如果回流區(qū)溫度不夠高或者時間過短,焊錫膏不能完全熔化,會導致虛焊;而溫度過高或時間過長,則可能使焊錫過度氧化,也會影響焊接質量。

3. 工藝過程管理

焊接前清潔處理:

對元器件和印刷電路板(PCB)進行徹底的清潔。可以采用化學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物、氧化物和灰塵,使焊錫能夠更好地潤濕表面,提高焊接質量,減少虛焊的發(fā)生。

對于濕度敏感的元器件,進行預烘處理。預烘溫度一般在 120 - 150℃之間,時間為 2 - 4 小時。這樣可以去除元器件內部的水分,防止在焊接過程中因水分蒸發(fā)而產生氣泡,進而避免虛焊。

焊接過程中的質量監(jiān)控:

在回流焊過程中,使用爐溫測試儀對溫度曲線進行實時監(jiān)測。通過在 PCB 上放置溫度測試點,能夠及時發(fā)現溫度異常情況并進行調整。例如,如果溫度曲線偏離設定值,可能會導致焊錫膏熔化不完全或過度熔化,增加虛焊的風險。

采用視覺檢測系統(tǒng)對焊接后的焊點進行外觀檢查。正常的焊點應該是飽滿的半球形,表面有光澤。如果發(fā)現焊點不飽滿、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,需要及時進行分析和處理。

焊接后檢測與返修:

完成焊接后,進行電氣性能測試,如通斷測試、絕緣電阻測試等。這些測試能夠直接檢測焊點是否存在虛焊,導致電氣連接不良的情況。

對于檢測出的虛焊焊點,要按照嚴格的返修工藝進行處理。返修時,使用合適的工具,如熱風槍或烙鐵,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合。返修后,需要再次進行檢測,確保虛焊問題得到解決。


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