回流焊元件立碑原因解析及预防措施

日期:2022-05-17 15:32:01浏览量:1046标签:回流焊焊接

在表面贴装工艺的回流焊接过程中,贴片元件会产生因翘立而脱焊的缺陷,人们形象地称之为“立碑”现象(也有人称之为“曼哈顿”现象)。在SMT工艺中回流焊接也是很重要的一环节,但在实际操作中我们经常会看到有很多小的CHIP元器件特别是贴片电阻会出现贴片元件脱焊竖起了的立碑缺陷。这种“立碑”现象通常也就发生在CHIP元件(如贴片电容和贴片电阻)的回流焊接过程中,元件体积越小越容易发生,比如0603的元件和0402的元件出现的这种现象是最多的,这种现象出现的原因很多种,我们也很难彻底的消除“立碑”现象。但是我们可以做到把这种不良现象尽量降到最低。

“立碑”现象的产生是由于元件两端焊盘上的焊膏在回流炉里熔化时,元件两个焊端的表面张力不平衡,张力较大的一端拉着元件沿其底部旋转而致。造成这种张力不平衡的因素有很多种,下面将就一些介绍回流焊元件立碑原因解析及预防措施。

回流焊元件立碑原因解析及预防措施

1.预热期

当预热温度设置较低、预热时间设置较短,元件两端焊膏不同时熔化的概率就大大增加,从而导致两端张力不平衡形成“立碑”,因此要正确设置预热期工艺参数。根据我们的经验,预热温度一般150+10℃,时间为60-90秒左右。

2.焊盘尺寸

设计片状电阻、电容焊盘时,应严格保持其全面的对称性,即焊盘图形的形状与尺寸应完全一致,以保证焊膏熔融时,作用于元件上焊点的合力为零,以利于形成理想的焊点。设计是制造过程的第一步,焊盘设计不当可能是元件竖立的主要原因。具体的焊盘设计标准可参阅IPC-782《表面贴装设计与焊盘布局标准》事实上,超过元件太多的焊盘可能允许元件在焊锡湿润过程中滑动,从而导致把元件拉出焊盘的一端。

对于小型片状元件,为元件的一端设计不同的焊盘尺寸,或者将焊盘的一端连接到地线板上,也可能导致元件竖立。不同焊盘尺寸的的使用可能造成不平衡的焊盘加热和锡膏流动时间。在回流期间,元件简直是飘浮在液体的焊锡上,当焊锡固化时达到其最终位置。焊盘上不同的湿润力可能造成附着力的缺乏和元件的旋转。在一些情况中,延长液化温度以上的时间可以减少元件竖立。

3.焊膏厚度

当焊膏厚度变小时,立碑现象就会大幅减小。这是由于:(1)焊膏较薄,焊膏熔化时的表面张力随之减小。(2)焊膏变薄,整个焊盘热容量减小,两个焊盘上焊膏同时熔化的概率大大增加。焊膏厚度是由模板厚度决定的,表2是使用o.1mm与0.2mm厚模板的立碑现象比较,采用的是1608元件。一般在使用1608以下元件时,推荐采用0.15mm以下模板。

4.贴装偏移

一般情况下,贴装时产生的元件偏移,在回流过程中会由于焊膏熔化时的表面张力拉动元件而自动纠正,我们称之为“自适应”,但偏移严重,拉动反而会使元件立起产生“立碑”现象。这是因为:(1)与元件接触较多的焊锡端得到更多热容量,从而先熔化。(2)元件两端与焊膏的粘力不同。所以应调整好元件的贴片精度,避免产生较大的贴片偏差。

5.元件重量

较轻的元件“立碑”现象的发生率较高,这是因为不均衡的张力可以很容易地拉动元件。所以在选取元件时如有可能,应优先选择尺寸重量较大的元件。

焊接缺陷还有很多,本文列举的只是三种最为常见的缺陷。解决这些焊接缺陷的措施也很多,但往往相互制约。如提高预热温度可有效消除立碑,但却有可能因为加热速度变快而产生大量的焊锡球。因此在解决这些问题时应从多个方面进行考虑,选择一个折衷方案,这一点在实际工作中我们应切记。

防止回流焊后线路板元件立碑的预防措施:

1.清洗钢网(要求作业员按时对钢网进行清洗,清洗时如果有必要的话定要用气枪吹,严禁用纸擦拭钢网,擦拭钢网定要用尘布);

2.调整PCB与钢网间的距离(PCB必须和钢网保持平行);

3.清洗NOZZLE(按照贴片机保养记录表上的规定按时对NOZLLE进行清洁。注意.NOZLLE可以用酒精清洗,洗完后要用气枪吹干);

4.调整飞达中心点;

5.校正机器坐标。(同时要清洁飞行相机的镜子/内外LED发光板)注意.清洁LED发光板是好不要用酒精,否则有可能造成机器短路);

6.重新设计焊盘(或将贴片坐标往焊盘少点的地方靠近);

7.重新设置回流焊的温度并测试温度曲线。

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