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专注于SMT贴片、DIP插件加工

smt贴片加工立碑现象通过哪些方面避免?

发布时间:2020-08-16    点击次数:次   
  立碑发生的原因有哪些?并不是所有的原因都一定会导致立碑,现在就对实际SMT贴片加工生产中出现机率较高的几个原因进行分析,并提出预防措施。
 
  一(yi)、焊盘设(she)计
 
  1、焊(han)盘间距(ju)过(guo)大,并非是焊(han)盘与(yu)元(yuan)(yuan)件不匹配问题,而(er)是元(yuan)(yuan)件尺寸(cun)(cun)与(yu)焊(han)盘的外形(xing)尺寸(cun)(cun)满足(zu)可(ke)靠性(xing)要(yao)求,但两个(ge)焊(han)盘中(zhong)间间距(ju)过(guo)大,这(zhei)会导(dao)致(zhi)焊(han)料(liao)润湿(shi)元(yuan)(yuan)件端子时,润湿(shi)力拉动(dong)元(yuan)(yuan)件导(dao)致(zhi)元(yuan)(yuan)件产生偏移(yi)而(er)与(yu)锡膏(gao)分离。通常为了避免立碑问题而(er)建(jian)议元(yuan)(yuan)件的焊(han)盘尺寸(cun)(cun)特别(bie)是内侧间距(ju)要(yao)满足(zu)一定的要(yao)求。
 
  2、焊盘尺(chi)寸不一致,热容量不同
 
  如(ru)下(xia)图(tu)(tu)所示(shi),位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)C33的(de)(de)(de)(de)(de)两(liang)个(ge)焊(han)(han)(han)盘(pan)焊(han)(han)(han)接(jie)区域(yu)的(de)(de)(de)(de)(de)面积不(bu)(bu)一(yi)(yi)样,上(shang)部(bu)位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)盘(pan)是在大块铜(tong)箔上(shang)阻焊(han)(han)(han)膜开(kai)窗而(er)(er)成,焊(han)(han)(han)接(jie)区域(yu)的(de)(de)(de)(de)(de)面积会大于(yu)下(xia)部(bu)位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)盘(pan),而(er)(er)且(qie),上(shang)部(bu)位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)焊(han)(han)(han)盘(pan)因为与大块的(de)(de)(de)(de)(de)铜(tong)箔相(xiang)连(lian),回(hui)流(liu)时其升(sheng)温速(su)率(lv)(lv)会比下(xia)部(bu)焊(han)(han)(han)盘(pan)相(xiang)对较小,所以,锡膏的(de)(de)(de)(de)(de)熔化(hua)润湿速(su)率(lv)(lv)也会不(bu)(bu)同(tong),这(zhei)就非常容易产生偏(pian)移或(huo)立碑问题。据小编的(de)(de)(de)(de)(de)了解,很多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)广州(zhou)SMT贴片(pian)加工(gong)厂就曾经经历过这(zhei)样的(de)(de)(de)(de)(de)噩梦,回(hui)流(liu)后,0402元件的(de)(de)(de)(de)(de)偏(pian)移、立碑及飞件都有发生,防不(bu)(bu)胜防。通常应该在DFM阶段(duan)就建议设(she)计师采用(yong)两(liang)端(duan)焊(han)(han)(han)盘(pan)相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)设(she)计方式,同(tong)样的(de)(de)(de)(de)(de)SMD或(huo)NSMD设(she)计,而(er)(er)不(bu)(bu)是一(yi)(yi)端(duan)是SMD而(er)(er)另一(yi)(yi)端(duan)是NSMD。如(ru)图(tu)(tu)中R12或(huo)R16的(de)(de)(de)(de)(de)设(she)计方式。如(ru)果确实需要连(lian)接(jie)大块铜(tong)箔,可考虑(lv)采用(yong)热隔离(li)设(she)计,如(ru)下(xia)右(you)图(tu)(tu),Thermal relief可以均衡两(liang)端(duan)焊(han)(han)(han)盘(pan)的(de)(de)(de)(de)(de)升(sheng)温。这(zhei)个(ge)隔离(li)的(de)(de)(de)(de)(de)宽(kuan)度(du)相(xiang)当于(yu)焊(han)(han)(han)盘(pan)直(zhi)径或(huo)宽(kuan)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)四分之一(yi)(yi)。
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  3、阻焊(han)膜厚度
 
  其(qi)实(shi)阻焊膜(mo)的厚度的影响一般不会太多,因为现在大(da)部分0201以下元件的设(she)计(ji)中,在焊盘之间的阻焊膜(mo)已经取消了,如果真(zhen)的存在,可建(jian)议设(she)计(ji)师取消中间的阻焊膜(mo)。
 
  二(er)、工(gong)艺设(she)计
 
  1、锡(xi)膏印(yin)刷偏(pian)位,如下图所(suo)示,如果钢(gang)(gang)网开孔(kong)为了避(bi)免锡(xi)珠问题而增加焊盘之(zhi)间的(de)间距(ju),或锡(xi)膏印(yin)刷偏(pian)位,回流(liu)后的(de)立碑(bei)发生机率(lv)就会大增。所(suo)以(yi),控制锡(xi)膏印(yin)刷问题是很关键的(de),当(dang)然这在实际生产中(zhong)是很容易发现的(de)。但(dan)钢(gang)(gang)网的(de)开孔(kong)设计就比较难(nan)发现了,通常(chang)推(tui)荐钢(gang)(gang)网开孔(kong)间距(ju)保持与表中(zhong)C值一(yi)致。

 
  2、贴装偏(pian)位(wei)
 
  贴装偏位产(chan)生(sheng)的机理(li)其实与锡膏印刷偏位一样(yang),就(jiu)是元(yuan)件偏位,导致(zhi)焊接端子(zi)与锡膏接触不充分而产(chan)生(sheng)不均(jun)衡的润湿或润湿力,立(li)碑自然就(jiu)难以避免了。这就(jiu)需要优化贴装程序(xu)。
 
  3、氮(dan)气浓度
 
  大家都知道,氮气(qi)(qi)(qi)属于(yu)(yu)惰性气(qi)(qi)(qi)体,它(ta)隔绝氧气(qi)(qi)(qi)的(de)影响而(er)提高了焊(han)接(jie)端子的(de)可(ke)(ke)(ke)焊(han)性,锡(xi)膏的(de)润湿(shi)性,锡(xi)膏熔(rong)化后(hou)在(zai)(zai)PCB焊(han)盘和元(yuan)件(jian)端子的(de)爬(pa)升(sheng)能(neng)力(li)。这(zhei)(zhei)对于(yu)(yu)焊(han)接(jie)质量来说,不(bu)管是(shi)产线的(de)良率问题(ti)(ti)(ti)还是(shi)焊(han)点的(de)可(ke)(ke)(ke)靠性来讲都是(shi)很(hen)有(you)帮助的(de)。抛开(kai)成本因素,这(zhei)(zhei)是(shi)非常(chang)有(you)必要的(de)。当然如(ru)果元(yuan)件(jian)或PCB焊(han)盘的(de)可(ke)(ke)(ke)焊(han)性好,这(zhei)(zhei)没(mei)有(you)问题(ti)(ti)(ti),但是(shi)如(ru)果元(yuan)件(jian)两个端子的(de)可(ke)(ke)(ke)焊(han)性存在(zai)(zai)差异,氮气(qi)(qi)(qi)就(jiu)可(ke)(ke)(ke)能(neng)放(fang)大这(zhei)(zhei)种差异,这(zhei)(zhei)就(jiu)是(shi)为什么有(you)时(shi)氮气(qi)(qi)(qi)浓(nong)度高,氧气(qi)(qi)(qi)浓(nong)度在(zai)(zai)1000PPM以下时(shi),反(fan)而(er)有(you)立(li)碑(bei)(bei)(bei)问题(ti)(ti)(ti)发生(sheng)(sheng)。很(hen)多广州SMT贴(tie)片加工厂(chang)家的(de)经验表明,当氧气(qi)(qi)(qi)浓(nong)度低(di)于(yu)(yu)500PPM时(shi),立(li)碑(bei)(bei)(bei)问题(ti)(ti)(ti)就(jiu)很(hen)严(yan)重。但是(shi)这(zhei)(zhei)没(mei)有(you)一个标准值,根(gen)据实(shi)际(ji)经验,通常(chang)氧气(qi)(qi)(qi)浓(nong)度控制在(zai)(zai)1000—1500PPM,这(zhei)(zhei)既(ji)有(you)利于(yu)(yu)焊(han)接(jie)的(de)完成也(ye)不(bu)容易发生(sheng)(sheng)立(li)碑(bei)(bei)(bei)问题(ti)(ti)(ti)。
 
  4、Profile设置(zhi)不当
 
  温(wen)度(du)的(de)(de)设置主要需(xu)要考虑整(zheng)个PCB板(ban)的(de)(de)热(re)(re)均(jun)(jun)衡,回流时如果PCB板(ban)上的(de)(de)热(re)(re)量差异(yi)大,可能(neng)(neng)导致热(re)(re)冲击问(wen)题,当(dang)升(sheng)温(wen)过快,大于每(mei)秒2°C,立碑就可能(neng)(neng)发生,所以,通常建议其升(sheng)温(wen)斜率不要超(chao)过每(mei)秒2°C,在回流前(qian)尽量保持PCB板(ban)温(wen)度(du)均(jun)(jun)衡。
 
  三(san)、物(wu)料问题
 
  元件(jian)两(liang)个焊接端子(zi)的可焊性问题,可以(yi)根据IPC J-STD-002,《Solderability Tests for
 
  Component Leads, Terminations, Lugs, Terminals and Wires》对元件(jian)的端(duan)子可焊性进(jin)行测试。仪(yi)器测试结(jie)果如(ru)下图,其评估标准如(ru)下表(biao)所示。通过这样(yang)的检测,只能(neng)说明元件(jian)端(duan)子的可焊性没有(you)问(wen)题(ti)(ti)。但如(ru)果有(you)立碑(bei)(bei)问(wen)题(ti)(ti)发生,就(jiu)需要确定两(liang)个(ge)端(duan)子达到相同润(run)(run)湿力的时间或(huo)在(zai)某个(ge)特定时间段内达到的润(run)(run)湿力的大(da)(da)小,润(run)(run)湿速(su)率或(huo)润(run)(run)湿力之间较大(da)(da)的差异就(jiu)极有(you)可能(neng)导致立碑(bei)(bei)问(wen)题(ti)(ti)。

 
  四(si)、结(jie)论
 
  1、片式元件(jian)立碑(bei)的(de)根本原因是焊料对(dui)两(liang)个(ge)焊接(jie)端子的(de)润湿不均衡;
 
  2、设(she)计方(fang)面采(cai)用两个焊(han)盘相(xiang)同的设(she)计方(fang)式,尺(chi)寸大小、内侧(ce)间(jian)距、热(re)(re)容等方(fang)面均衡就可以预防立碑的发(fa)生,采(cai)用热(re)(re)隔离设(she)计(Thermal relief)可以避免立碑问题;
 
  3、钢(gang)网(wang)设(she)计(ji)上,在两(liang)个网(wang)孔(kong)的内侧距离(li)上保持适当的值(zhi)可以有(you)效地(di)防止立碑(bei)发生(sheng);
 
  4、如(ru)果贴装质量不好,设(she)备精度有限,过(guo)大的偏位(wei)也(ye)可能导(dao)致立碑(bei)问题;
 
  5、快速升温可(ke)(ke)能导致PCB板上的热(re)量分布不(bu)均(jun)衡而发(fa)生(sheng)立碑(bei)问(wen)题(ti)(ti),小于2°C每秒的升温斜(xie)率可(ke)(ke)以防止立碑(bei)问(wen)题(ti)(ti);
 
  6、氮气回(hui)流可(ke)以(yi)有效提(ti)升焊接质量(liang),但氧(yang)气含(han)量(liang)过低又(you)可(ke)能导(dao)致立碑发生,大于1000PPM的(de)氧(yang)气含(han)量(liang)一般不会(hui)导(dao)致立碑问题(ti);
 
  7、在可焊性测试中,要关注润湿(shi)的时间和(he)润湿(shi)力在元件的两个端子方面的平衡,否则立碑问题不可避免。
 
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