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隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)具有多功能，微型化，高密度，高性能和高質(zhì)量的電子產(chǎn)品提出了越來(lái)越高的要求。因此，對(duì)于SMT行業(yè)而言，高焊接質(zhì)量是電子產(chǎn)品的生命保險(xiǎn)。

此過(guò)程的每個(gè)環(huán)節(jié)都可能出現(xiàn)問(wèn)題，從而影響SMT的焊接質(zhì)量。在本文中，將討論和分析可能影響SMT焊接質(zhì)量的元素，以避免在實(shí)際制造中出現(xiàn)類(lèi)似問(wèn)題。

BOM準(zhǔn)備

作為SMT中z重要的復(fù)合材料之一，BOM的質(zhì)量和性能與回流焊接的質(zhì)量直接相關(guān)。具體來(lái)說(shuō)，必須考慮以下方面：

a.組件包裝必須滿足安裝規(guī)程的自動(dòng)安裝要求。

b.零件圖形必須滿足自動(dòng)SMT的要求，因?yàn)樗仨毦哂懈叱叽缇鹊臉?biāo)準(zhǔn)形狀。

c.組件的可焊端和PCB焊盤(pán)的焊接質(zhì)量應(yīng)滿足回流焊的要求，并且組件和焊盤(pán)的可焊端不得被污染或氧化。如果組件和PCB焊盤(pán)的可焊接端遭受氧化，污染或潮濕，則可能會(huì)發(fā)生一些焊接缺陷，例如潤(rùn)濕不良，偽焊接，焊珠或空腔。對(duì)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(chǔ)在干燥箱中，并且有必要在下一次制造之前進(jìn)行烘烤。

PCB焊盤(pán)的可制造性設(shè)計(jì)

SMT的水平取決于PCB設(shè)計(jì)質(zhì)量，并且是影響表面安裝質(zhì)量的D一要素。基于來(lái)自HP的統(tǒng)計(jì)，70％至80％的制造缺陷從派生PCB設(shè)計(jì)問(wèn)題在基板材料的選擇，換算元件布局，焊盤(pán)和導(dǎo)熱焊盤(pán)設(shè)計(jì)，焊料掩模設(shè)計(jì)，組件的封裝類(lèi)型，組件的方法，透射邊界，通過(guò)定位，光學(xué)定位點(diǎn)，EMC（電磁兼容性）等。

 

對(duì)于具有正確焊盤(pán)設(shè)計(jì)的PCB，即使在表面安裝過(guò)程中發(fā)生了少許歪斜，也可以在熔融錫的表面張力的作用下對(duì)其進(jìn)行校正，這稱(chēng)為自動(dòng)定位或自校正效應(yīng)。但是，如果PCB焊盤(pán)的設(shè)計(jì)不正確，即使安裝位置非常準(zhǔn)確，焊接缺陷仍然會(huì)遇到，例如元件位置偏移和立碑。因此，在SMT焊盤(pán)設(shè)計(jì)方面必須仔細(xì)考慮以下方面：

 

•焊盤(pán)的對(duì)稱(chēng)性。為了避免回流焊后的位置偏移和立碑問(wèn)題，對(duì)于0805及以下的芯片組件，兩端的焊盤(pán)在焊盤(pán)尺寸以及吸熱和散熱能力方面應(yīng)保持對(duì)稱(chēng)，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(lái)連接大銅箔上的焊盤(pán)。

 

•焊盤(pán)之間的空間。為了確保組件末端或引腳與焊盤(pán)之間的搭接尺寸合適，當(dāng)焊盤(pán)之間的空間太大或太小時(shí)，往往會(huì)導(dǎo)致焊接缺陷。

 

•焊盤(pán)的剩余尺寸必須確保組件末端或引腳與焊盤(pán)之間搭接后的彎月形焊接點(diǎn)。

 

•焊盤(pán)的寬度應(yīng)與組件末端或引腳的寬度基本兼容。

 

•請(qǐng)勿在焊盤(pán)上放置通孔。否則，在回流焊接過(guò)程中，熔化的錫可能會(huì)沿著通孔流走，從而導(dǎo)致偽焊接和錫不足。它可能會(huì)流到電路板的另一側(cè)，從而引起短路。

錫膏印刷

錫膏印刷技術(shù)的主要目的是解決與錫膏印刷量（錫膏的填充量和轉(zhuǎn)移量）不兼容的問(wèn)題。根據(jù)專(zhuān)業(yè)統(tǒng)計(jì)，在正確設(shè)計(jì)PCB的情況下，有60％的返工PCB是由于不良的錫膏印刷而導(dǎo)致的。在焊膏印刷中，必須記住三個(gè)重要的“ S"：焊膏，鋼網(wǎng)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(zhì)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(wěn)定劑等）均勻混合而成的焊膏，其中合金粉末是構(gòu)成焊點(diǎn)的關(guān)鍵元素。助焊劑是消除表面氧化，提高潤(rùn)濕性和確保焊膏質(zhì)量的關(guān)鍵材料。就質(zhì)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(zhì)量保障主要來(lái)自?xún)蓚€(gè)方面：存儲(chǔ)和應(yīng)用。焊膏通常存儲(chǔ)在0到10℃之間，或者根據(jù)制造商的要求進(jìn)行存儲(chǔ)。對(duì)于其應(yīng)用，SMT車(chē)間的溫度必須為25℃±3℃，濕度必須為50％±10％。而且，它的恢復(fù)時(shí)間必須為4小時(shí)以上，并且在使用前必須進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁允蛊湔扯染哂谐錾倪m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(gè)小時(shí)內(nèi)進(jìn)行回流焊接。

 

•鋼網(wǎng)設(shè)計(jì)

 

鋼網(wǎng)的關(guān)鍵功能在于在PCB焊盤(pán)上均勻地涂上焊膏。鋼網(wǎng)是印刷技術(shù)中不可少的，其質(zhì)量直接影響錫膏印刷的質(zhì)量。到目前為止，共有三種制造鋼網(wǎng)的方法：化學(xué)腐蝕，激光切割和電鍍。在以下方面得到充分考慮和適當(dāng)處理之前，將無(wú)法確保模具設(shè)計(jì)。

 

a.鋼板的厚度。為了保證焊膏的數(shù)量和焊接質(zhì)量，鋼網(wǎng)的表面必須光滑且平整，鋼板厚度的選擇應(yīng)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(guān)系可總結(jié)在下表1中。

 b.光圈設(shè)計(jì)。開(kāi)口為梯形截面孔，開(kāi)口為喇叭形。他們的墻壁光滑沒(méi)有毛刺。寬厚比=孔的寬度/鋼網(wǎng)的厚度（對(duì)于小間距QFP，IC）；面積比=孔的基本面積/孔的壁面積（對(duì)于0201，BGA，CSP零件）。

c.防焊球加工。在0603或以上CHIP組件的鋼網(wǎng)孔上實(shí)施的防焊球處理可有效避免回流后產(chǎn)生焊球。對(duì)于焊盤(pán)太大的組件，建議使用網(wǎng)格劃分以阻止過(guò)多的錫生成。

d.標(biāo)記。鋼網(wǎng)B側(cè)至少應(yīng)產(chǎn)生3個(gè)MARK點(diǎn)，并且鋼網(wǎng)應(yīng)與PCB上的MARK兼容。為了增加印刷精度，應(yīng)該有一對(duì)最長(zhǎng)對(duì)角線距離的MARK點(diǎn)。

e。印刷方向。印刷方向也是一個(gè)關(guān)鍵的控制點(diǎn)。在確定印刷方向的過(guò)程中，彼此之間具有微小間距的組件不應(yīng)太靠近導(dǎo)軌。否則，錫過(guò)多可能會(huì)導(dǎo)致橋接。

 

•刮板機(jī)

 

刮板基于其不同的硬度材料和形狀，在某種程度上會(huì)影響印刷質(zhì)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(shù)

 

印刷參數(shù)主要包括刮板速度，刮板壓力，鋼網(wǎng)向下釋放速度，鋼網(wǎng)清潔模式和頻率。刮刀和鋼網(wǎng)的角度與焊膏的粘度之間確實(shí)存在限制關(guān)系，因此只有正確控制這些參數(shù)，才能確保焊膏的印刷質(zhì)量。一般而言，刮刀的低速導(dǎo)致相對(duì)較高的印刷質(zhì)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(huì)導(dǎo)致網(wǎng)孔中焊錫膏的填充不足。太高的刮刀壓力可能會(huì)導(dǎo)致錫不足，從而增加刮刀和鋼網(wǎng)之間的磨損，而極低的壓力則會(huì)導(dǎo)致焊膏印刷不完整。所以，正常滾動(dòng)錫膏時(shí)，應(yīng)盡可能提高速度。此外，應(yīng)調(diào)節(jié)刮刀壓力以獲得高印刷質(zhì)量。*的向下釋放速度可能會(huì)導(dǎo)致焊膏發(fā)冰或形成不良現(xiàn)象，而低速釋放會(huì)影響制造效率。不合適的鋼網(wǎng)清潔方式和頻率會(huì)導(dǎo)致鋼網(wǎng)清潔不*，連續(xù)的錫電沉積或鋼網(wǎng)孔中錫的不足會(huì)導(dǎo)致狹窄空間的產(chǎn)品。*的向下釋放速度可能會(huì)導(dǎo)致焊膏發(fā)冰或形成不良現(xiàn)象，而低速釋放會(huì)影響制造效率。不合適的鋼網(wǎng)清潔方式和頻率將導(dǎo)致鋼網(wǎng)清潔不*，連續(xù)的錫電沉積或鋼網(wǎng)孔中錫的不足會(huì)導(dǎo)致狹窄空間的產(chǎn)品。*的向下釋放速度可能會(huì)導(dǎo)致焊膏發(fā)冰或形成不良現(xiàn)象，而低速釋放會(huì)影響制造效率。不合適的鋼網(wǎng)清潔方式和頻率將導(dǎo)致鋼網(wǎng)清潔不*，連續(xù)的錫電沉積或鋼網(wǎng)孔中錫的不足會(huì)導(dǎo)致狹窄空間的產(chǎn)品。

 

•設(shè)備精度

 

在高密度，小空間的印刷產(chǎn)品中，印刷精度和重復(fù)印刷精度會(huì)影響錫膏印刷的穩(wěn)定性。

 

•PCB支持

 

PCB支持是焊膏印刷的重要調(diào)整內(nèi)容。如果PCB缺乏有效的支撐或支撐不當(dāng)，則應(yīng)使用厚的焊膏或不均勻的焊膏。PCB支撐件應(yīng)布置得平坦且均勻，以確保鋼網(wǎng)與PCB之間的緊密性。

元件安裝

組件安裝的質(zhì)量取決于三個(gè)要素：正確選擇組件，準(zhǔn)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(shí)。正確的放置意味著必須正確安裝坐標(biāo)，并且安裝規(guī)程的準(zhǔn)確性必須確保安裝穩(wěn)定性并正確安裝在焊盤(pán)上的組件。同時(shí)，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(guò)設(shè)置PCB厚度，組件封裝厚度，噴嘴的貼片機(jī)壓力和調(diào)節(jié)貼片機(jī)的Z軸來(lái)確定貼裝壓力。

回流焊

焊點(diǎn)的焊接質(zhì)量取決于回流焊溫度曲線的正確設(shè)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(diǎn)應(yīng)兼具出色的外觀和高質(zhì)量。如果溫度升高太快，一方面，元件和PCB會(huì)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(fā)太快，金屬?gòu)?fù)合物會(huì)濺出作為鍍錫球。通常將峰值溫度設(shè)置為比焊膏的熔點(diǎn)高30℃至40℃.如果溫度過(guò)高且回流時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則會(huì)損壞耐熱組件或組件塑料。相反，焊錫膏不*熔化會(huì)形成可靠的焊接點(diǎn)。為了提高焊接質(zhì)量并阻止組件氧化，可以應(yīng)用氮?dú)饣亓骱附印；亓髑€通常根據(jù)以下方面進(jìn)行設(shè)置：

a.可以根據(jù)焊膏推薦的溫度曲線進(jìn)行設(shè)置。焊膏的成分決定了其活化溫度和熔點(diǎn)。

b.根據(jù)耐熱組件和貴重組件的熱性能參數(shù)，對(duì)于某些特殊組件，必須考慮z高焊接溫度。

c.應(yīng)根據(jù)PCB基板的材料，尺寸，厚度和重量進(jìn)行設(shè)置。

d.應(yīng)根據(jù)回流焊爐的結(jié)構(gòu)和溫度區(qū)域的長(zhǎng)度進(jìn)行設(shè)置，并且不同的回流焊爐應(yīng)具有不同的設(shè)置。

影響SMT焊接質(zhì)量的因素很多，包括元件的可焊性，PCB質(zhì)量，PCB焊盤(pán)設(shè)計(jì)，焊膏質(zhì)量，PCB的制造質(zhì)量，SMT制造設(shè)備狀況，SMT各個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)參數(shù)以及每個(gè)工人的操作技能。。在這些要素中，組件，PCB和焊膏的質(zhì)量以及PCB設(shè)計(jì)對(duì)于回流焊接質(zhì)量保證至關(guān)重要，因?yàn)橛蛇@些要素導(dǎo)致的焊接缺陷很難或無(wú)法通過(guò)技術(shù)解決方案來(lái)解決。因此，提高焊接質(zhì)量的首要條件在于對(duì)材料質(zhì)量的良好控制和出色的PCB焊盤(pán)設(shè)計(jì)。

摘自booksoser 汽車(chē)電子硬件設(shè)計(jì)