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      SMT工藝 | SMT貼片加工中錫珠產生原因及改善方法

      作者: 迅得電子
      發布日期: 2019-07-08 00:00:00

      如今,SMT貼片組裝技術由于其貼片元件體積小、低成本、高可靠性等優點在電子行業和電子產品中的應用越來越廣泛?;亓骱附邮荢MT貼片組裝生產中應用的主要焊接方式,焊接質量直接影響電子產品的質量,其高可靠性是電子產品高可靠性的重要前提。



      錫珠是表面貼裝技術生產中的主要缺陷,主要集中在片式阻容元器件的側面,有時還會出現在IC(集成電路)或連接器引腳附近,直徑一般在0.2mm到0.4mm之間。錫珠不但影響電子產品的外觀,更重要的是在產品應用過程中錫珠有可能脫落,造成組件短路,嚴重影響電子產品的質量。所以,我們有必要弄清錫珠產生的原因,并在SMT組裝過程中對其進行有效的控制,盡量減少錫珠的產生,最終提高電子產品的可靠性。



      錫珠產生的原因



      在印刷和貼片后,一些錫膏有可能因為坍塌或者受到擠壓等原因超出焊盤范圍,緊接著,回流焊接時,這些超出焊盤外的錫膏無法和焊盤上的錫膏熔融在一起,便在元件側面或焊盤、引腳等附近獨立出來,由于表面張力的作用,這些獨立出來的錫膏會聚成球狀,冷卻形成錫珠。



      在具體生產過程中,很多生產細節和工藝設置都會形成錫珠,我們將從材料和工藝兩方面進行總結。



        ? 材料方面:


          ① 錫膏觸變系數??;


          ② 錫膏冷坍塌或輕微熱坍塌;


          ③ 焊劑過多或活性溫度低;


          ④ 錫粉氧化或顆粒不均勻;


          ⑤ PCB焊盤間距??;


          ⑥ 刮刀材質輕度小或變形;


          ⑦ 鋼網孔壁不平滑,有毛刺;


          ⑧ 焊盤及元件可焊性差;


          ⑨ 錫膏吸潮或有水分。

        ? 工藝方面:

          ① 錫量過多;


          ② 鋼網與PCB接觸面有錫膏殘留;


          ③ 熱量不平衡或爐溫設置不當;


          ④ 貼片壓力過大;


          ⑤ PCB與鋼網印刷間隙過大;


          ⑥ 刮刀角度??;


          ⑦ 鋼網孔間距小或開口比率不合適;


          ⑧ 錫膏使用前未進行正確的回溫;


          ⑨ 人為、設備、環境等其他因素。



      減少錫珠的方法



      找到了造成錫珠的原因,就要找到解決問題的方法。方法都是在不斷的實踐中找到的,作為一家有著14年電子組裝生產經驗的公司,迅得的技術團隊一直在不斷尋求電子產品高品質、高可靠性的生產方法,總結了以下幾個方法。



        ? 選擇合適的錫膏

          選擇什么樣的錫膏對焊接質量起著直接影響。一旦選擇不適合產品工藝要求的錫膏,那么就會導致錫珠的產生。錫膏中金屬的含量、金屬顆粒大小、氧化度和印刷到焊盤上的厚度都是導致錫珠產生的危險因素。在正式批量使用前,可以對錫膏進行試用,如果印刷效果能夠達到標準,那么可以使用;如果不能達到標準,那么就需要考慮更換錫膏。



          根據迅得生產經驗,使用金屬含量高的錫膏會有效降低錫珠的產生。因為金屬含量高意味著錫膏粘度高,能夠有效地抵抗預熱過程中汽化產生的力。而且,金屬含量增加了,金屬粉末的排列會變得更加緊密,在錫膏融化時不易被吹散。



          錫膏的金屬氧化度應控制在0.05%以下,金屬氧化度越高,可焊性越低,發生錫珠的機會就越多,因此,錫膏金屬氧化度需要嚴格控制。相應地,錫膏中粉末的顆粒越小,錫膏的總體表面積就會越大,那么金屬氧化度也會升高,更容易引起錫珠的產生。



          焊盤上錫膏的厚度要嚴格控制,通常在0.1mm到0.2mm之間,錫膏過厚會促進錫珠的產生。而錫膏在焊盤上的厚度又與刮刀角度、刮刀移動速度和力度都有關,必須要合理地控制這些因素,這樣才能得到合適的錫膏厚度。



          錫膏中的助焊劑的量需要控制在合適的范圍內,助焊劑太多,錫膏的局部會塌落,容易產生錫珠。如果助焊劑的活性太低,其去氧化能力變弱,也會產生錫珠。



          除此之外,錫膏的儲存和使用條件也需要特別注意。一般情況下,錫膏應儲存在0到10℃的條件下,使用之前,要在室溫回溫,充分回溫前,是絕對不能將錫膏的蓋子打開的。



        ? 合理設計鋼網開口



          對于鋼網,要正確選擇鋼網厚度,嚴格控制鋼網的開口比例。鋼網厚度應根據PCB板上引腳間距最小的器件確定,優先選擇較薄的鋼網,盡量不去選擇較厚的鋼網。這樣可以有效地降低錫珠發生的可能性。



          鋼網開口形狀和開口大小不恰當也會引起錫珠。適當減小鋼網開口大小可以有效地減少錫珠的產生。除此以外,鋼網的清洗質量要不斷提高,這樣有利于提高錫膏印刷質量,印刷質量提高了,后續的貼片、焊接過程中就不易產生缺陷。及時清潔鋼網有利于去掉PCB板表面殘留錫膏,這樣能夠防止錫珠的產生。



        ? 提高器件和焊盤的可焊性



          器件和焊盤的可焊性對錫珠產生有著直接的影響。如果器件和焊盤的可焊性不佳,也會產生造成錫珠產生,所以,需要確保器件和PCB的來料質量。



        ? 優化焊接溫度曲線



          無論錫珠的產生與上文的諸多因素相關,但最終產生都是在焊接過后,所以,焊接時的溫度變化曲線在控制錫珠的過程中起到了十分關鍵的作用?;亓骱附拥臏囟刃枰涍^四個溫區,預熱、升溫、回流、冷卻。為了防止錫珠的產生,在預熱階段,溫度上升不能太快,升溫速度需要控制在2℃/秒以下,否則,容易引起錫膏坍塌或飛濺,形成錫珠。同樣的道理也適用于之后的步驟,總之,回流焊爐的溫度必須要好好控制,避免溫度上升太快,造成焊接缺陷。



        ? 其它措施



          錫膏對溫度和濕度的要求特別高,溫度過高,錫膏粘度會下降,容易產生坍塌,產生錫珠。而且,錫膏容易吸收水分,這樣在焊接的過程中容易發生飛濺,產生錫膏。所以,必須要嚴格控制組裝車間溫度,通常情況下,溫度設置在18℃到28℃之間,相對濕度設置在40%到70%之間。



      以上就是迅得的SMT組裝技術人員經過十余年的生產經驗總結出來的避免錫珠產生的方法,只要選擇合適的錫膏,并嚴格按照生產規范進行,錫珠產生一定會控制住的,最終杜絕其產生,或者降低其產生的概率。

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