La saldatura a rifusione è suddivisa in difetti principali, difetti secondari e difetti superficiali. Qualsiasi difetto che disabilita la funzione di SMA è definito difetto principale; i difetti secondari si riferiscono alla buona bagnabilità tra i giunti di saldatura, non causano la perdita della funzione SMA, ma hanno l'effetto di una possibile durata del prodotto; i difetti superficiali sono quelli che non influiscono sulla funzione e sulla durata del prodotto. È influenzata da molti parametri, come la pasta saldante, la precisione della pasta e il processo di saldatura. Nella nostra ricerca e produzione di processi SMT, sappiamo che una tecnologia di assemblaggio superficiale ragionevole gioca un ruolo fondamentale nel controllo e nel miglioramento della qualità dei prodotti SMT.
I. Perle di stagno nella saldatura a rifusione
1. Meccanismo di formazione delle perle di stagno nella saldatura a rifusione: la perla di stagno (o sfera di saldatura) che appare nella saldatura a rifusione è spesso nascosta tra il lato o i pin a passo fine tra le due estremità dell'elemento a chip rettangolare. Nel processo di incollaggio dei componenti, la pasta saldante viene posizionata tra il pin del componente del chip e il pad. Quando la scheda stampata passa attraverso il forno a rifusione, la pasta saldante si scioglie in un liquido. Se le particelle di saldatura liquida non sono ben bagnate con il pad e il pin del dispositivo, ecc., le particelle di saldatura liquida non possono essere aggregate in un giunto di saldatura. Parte della saldatura liquida fuoriesce dalla saldatura e forma perle di stagno. Pertanto, la scarsa bagnabilità della saldatura con il pad e il pin del dispositivo è la causa principale della formazione di perle di stagno. La pasta saldante nel processo di stampa, a causa dello sfalsamento tra lo stencil e il pad, se lo sfalsamento è troppo grande, farà fuoriuscire la pasta saldante dal pad ed è facile che appaiano perle di stagno dopo il riscaldamento. La pressione dell'asse Z nel processo di montaggio è una ragione importante per le perle di stagno, a cui spesso non si presta attenzione. Alcune macchine di fissaggio sono posizionate in base allo spessore del componente perché la testa dell'asse Z è posizionata in base allo spessore del componente, il che farà sì che il componente venga fissato al PCB e il germoglio di stagno venga espulso all'esterno del disco di saldatura. In questo caso, le dimensioni della perla di stagno prodotta sono leggermente maggiori e la produzione della perla di stagno può solitamente essere impedita semplicemente riaggiustando l'altezza dell'asse Z.
2. Analisi delle cause e metodo di controllo: Ci sono molte ragioni per la scarsa bagnabilità della saldatura, le seguenti analisi principali e le relative cause e soluzioni del processo: (1) impostazione impropria della curva di temperatura di riflusso. Il riflusso della pasta saldante è correlato alla temperatura e al tempo e, se non si raggiunge una temperatura o un tempo sufficienti, la pasta saldante non rifluirà. La temperatura nella zona di preriscaldamento aumenta troppo velocemente e il tempo è troppo breve, in modo che l'acqua e il solvente all'interno della pasta saldante non siano completamente volatilizzati e, quando raggiungono la zona di temperatura di rifusione, l'acqua e il solvente fanno bollire le perle di stagno. La pratica ha dimostrato che è ideale controllare la velocità di aumento della temperatura nella zona di preriscaldamento a 1 ~ 4℃/S. (2) Se le perle di stagno appaiono sempre nella stessa posizione, è necessario controllare la struttura di progettazione dello stencil metallico. La precisione di corrosione delle dimensioni di apertura dello stencil non può soddisfare i requisiti, le dimensioni del pad sono troppo grandi e il materiale superficiale è morbido (come lo stencil di rame), il che farà sì che il contorno esterno della pasta saldante stampata non sia chiaro e collegato tra loro, che si verifica principalmente nella stampa del pad di dispositivi a passo fine e causerà inevitabilmente un gran numero di perle di stagno tra i pin dopo la rifusione. Pertanto, è necessario selezionare materiali di stencil e processi di fabbricazione di stencil adatti in base alle diverse forme e distanze centrali dei grafici dei pad per garantire la qualità di stampa della pasta saldante. (3) Se il tempo dall'applicazione alla saldatura a rifusione è troppo lungo, l'ossidazione delle particelle di saldatura nella pasta saldante farà sì che la pasta saldante non rifluisca e produca perle di stagno. La scelta di una pasta saldante con una durata di vita più lunga (generalmente almeno 4 ore) mitigerà questo effetto. (4) Inoltre, la scheda stampata stampata in modo errato con pasta saldante non è sufficientemente pulita, il che farà sì che la pasta saldante rimanga sulla superficie della scheda stampata e attraverso l'aria. Deformare la pasta saldante stampata durante l'applicazione dei componenti prima della saldatura a rifusione. Queste sono anche le cause delle perle di stagno. Pertanto, dovrebbe accelerare la responsabilità degli operatori e dei tecnici nel processo di produzione, rispettare rigorosamente i requisiti del processo e le procedure operative per la produzione e rafforzare il controllo di qualità del processo.
Due. Un'estremità dell'elemento del chip è saldata al pad e l'altra estremità è inclinata verso l'alto. Questo fenomeno è chiamato fenomeno Manhattan. La ragione principale di questo fenomeno è che le due estremità del componente non sono riscaldate in modo uniforme e la pasta saldante viene fusa successivamente. Il riscaldamento non uniforme alle due estremità del componente sarà causato nelle seguenti circostanze:
(1) La direzione di disposizione dei componenti non è progettata correttamente. Immaginiamo che ci sia una linea limite di rifusione che attraversa la larghezza del forno a rifusione, che si scioglierà non appena la pasta saldante la attraversa. Un'estremità dell'elemento rettangolare del chip passa per prima attraverso la linea limite di rifusione e la pasta saldante si scioglie per prima e la superficie metallica dell'estremità dell'elemento del chip ha una tensione superficiale liquida. L'altra estremità non raggiunge la temperatura di fase liquida di 183 ° C, la pasta saldante non è fusa e solo la forza di adesione del flusso è di gran lunga inferiore alla tensione superficiale della pasta saldante a rifusione, in modo che l'estremità dell'elemento non fuso sia eretta. Pertanto, entrambe le estremità del componente devono essere mantenute per entrare nella linea limite di rifusione contemporaneamente, in modo che la pasta saldante sulle due estremità del pad si sciolga contemporaneamente, formando una tensione superficiale liquida bilanciata e mantenendo la posizione del componente invariata.
(2) Preriscaldamento insufficiente dei componenti del circuito stampato durante la saldatura in fase gassosa. La fase gassosa è l'uso della condensazione del vapore liquido inerte sul pin del componente e sul pad del PCB, rilascia calore e scioglie la pasta saldante. La saldatura in fase gassosa è divisa in zona di equilibrio e zona di vapore e la temperatura di saldatura nella zona di vapore saturo è fino a 217 ° C. Nel processo di produzione, abbiamo scoperto che se il componente di saldatura non è sufficientemente preriscaldato e la variazione di temperatura è superiore a 100 ° C, la forza di gassificazione della saldatura in fase gassosa è facile da far fluttuare il componente del chip delle dimensioni del pacchetto inferiori a 1206, con conseguente fenomeno del foglio verticale. Preriscaldando il componente saldato in una scatola ad alta e bassa temperatura a 145 ~ 150℃ per circa 1 ~ 2 minuti e infine entrando lentamente nell'area di vapore saturo per la saldatura, il fenomeno del foglio in piedi è stato eliminato.
(3) L'impatto della qualità del design del pad. Se una coppia di dimensioni del pad dell'elemento del chip è diversa o asimmetrica, causerà anche che la quantità di pasta saldante stampata sia incoerente, il piccolo pad risponde rapidamente alla temperatura e la pasta saldante su di esso è facile da sciogliere, il pad grande è il contrario, quindi quando la pasta saldante sul piccolo pad è fusa, il componente viene raddrizzato sotto l'azione della tensione superficiale della pasta saldante. La larghezza o lo spazio del pad è troppo grande e può verificarsi anche il fenomeno del foglio in piedi. La progettazione del pad in stretta conformità con le specifiche standard è il prerequisito per risolvere il difetto.
Tre. Bridging Il bridging è anche uno dei difetti comuni nella produzione SMT, che può causare cortocircuiti tra i componenti e deve essere riparato quando si incontra il bridge.
(1) Il problema della qualità della pasta saldante è che il contenuto di metallo nella pasta saldante è elevato, soprattutto dopo che il tempo di stampa è troppo lungo, il contenuto di metallo è facile da aumentare; La viscosità della pasta saldante è bassa e fuoriesce dal pad dopo il preriscaldamento. Scarsa caduta della pasta saldante, dopo il preriscaldamento all'esterno del pad, porterà al ponte del pin IC.
(2) Il sistema di stampa della macchina da stampa ha una scarsa precisione di ripetizione, un allineamento irregolare e la stampa della pasta saldante su platino di rame, che si vede principalmente nella produzione QFP a passo fine; L'allineamento della piastra d'acciaio non è buono e l'allineamento del PCB non è buono e la dimensione/spessore della finestra della piastra d'acciaio non è uniforme con il rivestimento in lega del pad del PCB, con conseguente grande quantità di pasta saldante, che causerà l'incollaggio. La soluzione è regolare la macchina da stampa e migliorare lo strato di rivestimento del pad del PCB.
(3) La pressione di incollaggio è troppo grande e l'ammollo della pasta saldante dopo la pressione è una causa comune nella produzione e l'altezza dell'asse Z deve essere regolata. Se la precisione dell'applicazione non è sufficiente, il componente viene spostato e il pin IC viene deformato, dovrebbe essere migliorato per questo motivo. (4) La velocità di preriscaldamento è troppo elevata e il solvente nella pasta saldante è troppo tardi per volatilizzarsi.
Il fenomeno di core-pulling, noto anche come fenomeno di core-pulling, è uno dei difetti di saldatura comuni, che è più comune nella saldatura a rifusione in fase di vapore. Il fenomeno di aspirazione del nucleo è che la saldatura è separata dal pad lungo il pin e il corpo del chip, che formerà un grave fenomeno di saldatura virtuale. La ragione è solitamente considerata la grande conducibilità termica del pin originale, il rapido aumento della temperatura, in modo che la saldatura preferisca bagnare il pin, la forza di bagnatura tra la saldatura e il pin è molto maggiore della forza di bagnatura tra la saldatura e il pad e l'inarcamento del pin aggraverà il verificarsi del fenomeno di aspirazione del nucleo. Nella saldatura a rifusione a infrarossi, il substrato del PCB e la saldatura nel flusso organico sono un eccellente mezzo di assorbimento a infrarossi e il pin può riflettere parzialmente gli infrarossi, al contrario, la saldatura viene preferibilmente fusa, la sua forza di bagnatura con il pad è maggiore della bagnatura tra essa e il pin, quindi la saldatura salirà lungo il pin, la probabilità del fenomeno di aspirazione del nucleo è molto più piccola. La soluzione è: nella saldatura a rifusione in fase di vapore, l'SMA deve essere completamente preriscaldato prima e poi messo nel forno a fase di vapore; La saldabilità del pad del PCB deve essere attentamente controllata e garantita e il PCB con scarsa saldabilità non deve essere applicato e prodotto; La coplanarità dei componenti non può essere ignorata e i dispositivi con scarsa coplanarità non devono essere utilizzati nella produzione.
Cinque. Dopo la saldatura, ci saranno bolle verde chiaro attorno ai singoli giunti di saldatura e, in casi gravi, ci sarà una bolla delle dimensioni di un'unghia, che non solo influisce sulla qualità dell'aspetto, ma influisce anche sulle prestazioni in casi gravi, che è uno dei problemi che si verificano spesso nel processo di saldatura. La causa principale della formazione di schiuma del film di resistenza alla saldatura è la presenza di gas/vapore acqueo tra il film di resistenza alla saldatura e il substrato positivo. Tracce di gas/vapore acqueo vengono trasportate a diversi processi e, quando si incontrano alte temperature, l'espansione del gas porta alla delaminazione del film di resistenza alla saldatura e del substrato positivo. Durante la saldatura, la temperatura del pad è relativamente alta, quindi le bolle appaiono per prime attorno al pad. Ora il processo di lavorazione spesso deve essere pulito, asciugare e quindi fare il processo successivo, come dopo l'incisione, dovrebbe essere asciugato e quindi incollare il film di resistenza alla saldatura, in questo momento se la temperatura di essiccazione non è sufficiente trasporterà vapore acqueo nel processo successivo. L'ambiente di stoccaggio del PCB non è buono prima della lavorazione, l'umidità è troppo alta e la saldatura non viene essiccata in tempo; Nel processo di saldatura a onda, spesso utilizzare una resistenza al flusso contenente acqua, se la temperatura di preriscaldamento del PCB non è sufficiente, il vapore acqueo nel flusso entrerà all'interno del substrato del PCB lungo la parete del foro del foro passante e il vapore acqueo attorno al pad entrerà per primo e queste situazioni produrranno bolle dopo aver incontrato un'elevata temperatura di saldatura.
La soluzione è: (1) tutti gli aspetti devono essere rigorosamente controllati, il PCB acquistato deve essere ispezionato dopo lo stoccaggio, di solito in circostanze standard, non dovrebbe esserci alcun fenomeno di bolle.
(2) Il PCB deve essere conservato in un ambiente ventilato e asciutto, il periodo di conservazione non è superiore a 6 mesi; (3) Il PCB deve essere preriscaldato in forno prima della saldatura 105℃/4H ~ 6H;
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