SMT工艺级常见问题分析 - 图文

使用不同的刮板类型在使用标准元件和密脚元件的印刷电路装配(PCA)中是有区分的。锡膏量的要求对每一种元件有很大的不同。密间距元件要求比标准表面贴装元件少得多的焊锡量。焊盘面积和厚度控制锡膏量。

一些工程师使用双厚度的模板来对密脚元件和标准表面贴装焊盘施用适当的锡膏数量。其它工程师采用一种不同的方法-他们使用不需要经常锋利的更经济的金属刮刀。用金属刮刀更容易防止锡膏沉积量的变化，但这种方法要求改良的模板开孔设计来防止在密间距焊盘上过多的锡膏沉积。这个方法在工业上变得更受欢迎，但是，使用双厚度印刷的橡胶刮板也还没有消失。 模板(stencil)类型

重要的印刷品质变量包括模板孔壁的精度和光洁度。保存模板宽度与厚度的适当的纵横比(aspectratio)是重要的。推荐的纵横比为1.5。这对防止模板阻塞是重要。一般，如果纵横比小于1.5，锡膏会保留在开孔内。除了纵横比之外，如IPC-7525《模板设计指南》所推荐的，还要有大于0.66的面积比(焊盘面积除以孔壁面积)。IPC-7525可作为模板设计的一个良好开端。制作开孔的工艺过程控制开孔壁的光洁度和精度。有三种常见的制作模板的工艺：化学腐蚀、激光切割和加成(additive)工艺。 1、化学腐蚀(chemicallyetched)模板

金属模板和柔性金属模板是使用两个阳性图形通过从两面的化学研磨来蚀刻的。在这个过程中，蚀刻不仅在所希望的垂直方向进行，而且在横向也有。这叫做底切(undercutting)-开孔比希望的较大，造成额外的焊锡沉积。因为50/50从两面进行蚀刻，其结果是几乎直线的孔壁，在中间有微微沙漏形的收窄。

因为电蚀刻模板孔壁可能不平滑，电抛光，一个微蚀刻工艺，是达到平滑孔壁的一个方法。另一个达到较平滑孔壁的方法是镀镍层(nickelplating)。抛光或平滑的表面对锡膏的释放是好的，但可能引起锡膏越过模板表面而不在刮板前滚动。这个问题可通过选择性地抛光孔壁而不是整个模板表面来避免。镀镍进一步改善平滑度和印刷性能。可是，它减小了开孔，要求图形调整

2、激光切割(laser-cut)模板

激光切割是另一种减去(subtractive)工艺，但它没有底切问题。模板直接从Gerber数据制作，因此开孔精度得到改善。数据可按需要调整以改变尺寸。更好的过程控制也会改善开孔精度。激光切割模板的另一个优点是孔壁可成锥形。化学蚀刻的模板也可以成锥形，如果只从一面腐蚀，但是开孔尺寸可能太大。板面的开口稍微比刮板面的大一点的锥形开孔(0.001\，产生大约2°的角度)，对锡膏释放更容易。

激光切割可以制作出小至0.004\的开孔宽度，精度达到0.0005\，因此很适合于超密间距(ultra-fine-pitch)的元件印刷。激光切割的模板也会产生粗糙的边缘，因为在切割期间汽化的金属变成金属渣。这可能引起锡膏阻塞。更平滑的孔壁可通过微蚀刻来产生。激光切割的模板如果没有预先对需要较薄的区域进行化学腐蚀，就不能制成台阶式多级模板。激光一个一个地切割每一个开孔，因此模板成本是要切割的开孔数量而定。 3、电铸成型(electroformed)模板

制作模板的第三种工艺是一种加成工艺，最普遍地叫做电铸成型。在这个工艺中，镍沉积在铜质的阴极心上以形成开孔。一种光敏干胶片叠层在铜箔上(大约0.25\厚度)。胶片用紫外光通过有模板图案的遮光膜进行聚合。经过显影后，在铜质心上产生阴极图案，只有模板开孔保持用光刻胶(photoresist)覆盖。然后在光刻胶的周围通过镀镍形成了模板。在达到所

希望的模板厚度后，把光刻胶从开孔除掉。电铸成型的镍箔通过弯曲从铜心上分开-一个关键的工艺步骤。现在箔片准备好装框，制作模板的其它步骤。

电铸成型台阶式模板可以做得到，但成本增加。由于可达到精密的公差，电铸成型的模板提供良好的密封作用，减少了模板底面的锡膏渗漏。这意味着模板底面擦拭的频率显著地降低，减少潜在的锡桥

‘焊接资讯

助焊剂喷涂方式

来源：本站编辑 发布日期：2010-7-29 阅读次数：42 次

助焊剂喷涂方式和工艺因素 喷涂方式有以下三种：

1、超声喷涂：将频率大于20KHz的振荡电能通过压电陶瓷换能器转换成机械能，把焊剂雾化，经压力喷嘴到PCB上。

2、丝网封方式：由微细、高密度小孔丝网的鼓旋转空气刀将焊剂喷出，由产生的喷雾,喷到PCB上。

3、压力喷嘴喷涂：直接用压力和空气带焊剂从喷嘴喷出。

喷涂工艺因素：

1、设定喷嘴的孔径、烽量、形状、喷嘴间距、避免重叠影响喷涂的均匀性。 2、设定超声雾化器电压，以获取正常的雾化量。 3、喷嘴运动速度的选择。 4、PCB传送带速度的设定。 5、焊剂的固含量要稳定。 6、设定相应的喷涂宽度。

免清洗助焊剂的主要特性：

1、可焊性好、焊点饱满、无焊珠、桥连等不良产生 2、无毒、不污染环境、操作安全。 3、焊后板面干燥、无腐蚀性、不粘板。 4、焊后具有在线测试能力。

5、与SMD和PCB板有相应材料匹配性。 6、焊后有符合规定的表面绝缘电阻值(SIR)。 7、适应焊接工艺（浸焊、发泡、喷雾、涂敷等）。

焊接资讯

波峰焊接缺陷分析

来源：本站编辑 发布日期：2010-7-29 阅读次数：51 次

1、沾锡不良POORWETTING：这种情况是不可接受的缺点，在焊点上只有部分沾锡。分析其原因及改善方式如下：

1-1、外界的污染物如油、脂、腊等，此类污染物通常可用溶剂清洗，此类油污有时是在印刷防焊剂时沾上的。

1-2、SILICONOIL通常用于脱模及润滑之用，通常会在基板及零件脚上发现，而SILICONOIL不易清理，因之使用它要非常小心尤其是当它做抗氧化油常会发生问题，因它会蒸发沾在基板上而造成沾锡不良。

1-3、常因贮存状况不良或基板制程上的问题发生氧化，而助焊剂无法去除时会造成沾锡不良，过二次锡或可解决此问题。

1-4、沾助焊剂方式不正确，造成原因为发泡气压不稳定或不足，致使泡沫高度不稳或不均匀而使基板部分没有沾到助焊剂。

1-5、吃锡时间不足或锡温不足会造成沾锡不良，因为熔锡需要足够的温度及时间WETTING，通常焊锡温度应高于熔点温度50℃至80℃之间，沾锡总时间约3秒。调整锡膏粘度。

2、局部沾锡不良：

此一情形与沾锡不良相似，不同的是局部沾锡不良不会露出铜箔面，只有薄薄的一层锡无法形成饱满的焊点。

3、冷焊或焊点不亮：

焊点看似碎裂、不平，大部分原因是零件在焊锡正要冷却形成焊点时振动而造成，注意锡炉输送是否有异常振动。

4、焊点破裂：

此一情形通常是焊锡、基板、导通孔、及零件脚之间膨胀系数未配合而造成，应在基板材质、零件材料及设计上去改善。

5、焊点锡量太大：

通常在评定一个焊点，希望能又大又圆又胖的焊点，但事实上过大的焊点对导电性及抗拉强度未必有所帮助。

5-1、锡炉输送角度不正确会造成焊点过大。

5-2、提高锡槽温度，加长焊锡时间，使多余的锡再回流到锡槽。 5-3、提高预热温度，可减少基板沾锡所需热量，增加助焊效果。

5-4、改变助焊剂比重，略为降低助焊剂比重，通常比重越高吃锡越厚也越易短路，比重越低吃锡越薄但越易造成锡桥、锡尖。

6、锡尖(冰柱)：

此一问题通常发生在DIP或WIVE的焊接制程上，在零件脚顶端或焊点上发现有冰尖般的锡。

6-1、基板的可焊性差，此一问题通常伴随着沾锡不良，此问题应由基板可焊性去探讨，可试由提升助焊剂比重来改善。

6-2、基板上金道(PAD)面积过大，可用绿(防焊)漆线将金道分隔来改善，原则上用绿(防焊)漆线在大金道面分隔成5mm乘 10mm区块。

6-3、锡槽温度不足沾锡时间太短，可用提高锡槽温度加长焊锡时间，使多余的锡再回流到锡槽来改善。

6-4、出波峰后之冷却风流角度不对，不可朝锡槽方向吹，会造成锡点急速，多余焊锡无法受重力与内聚力拉回锡槽。

6-5、手焊时产生锡尖，通常为烙铁温度太低，致焊锡温度不足无法立即因内聚力回缩形成焊点，改用较大瓦特数烙铁，加长烙铁在被焊对象的预热时间。

7、防焊绿漆上留有残锡：

7-1、基板制作时残留有某些与助焊剂不能兼容的物质，在过热之后，熔化产生黏性黏着焊锡形成锡丝，可用丙酮(*已被蒙特娄公约禁用之化学溶剂)、氯化烯类等溶剂来清洗，若清洗后还是无法改善，则有基板层材CURING不正确的可能，本项事故应及时回馈基板供货商。

7-2、不正确的基板CURING会造成此一现象，可在插件前先行烘烤120℃二小时，本项事故应及时回馈基板供货商。

7-3、锡渣被PUMP打入锡槽内再喷流出来而造成基板面沾上锡渣，此一问题较为单纯良好的锡炉维护，锡槽正确的锡面高度(一般正常状况当锡槽不喷流静止时锡面离锡槽边缘10mm高度)。

8、白色残留物：

在焊接或溶剂清洗过后发现有白色残留物在基板上，通常是松香的残留物，这类物质不会影响表面电阻质，但客户不接受。

8-1、助焊剂通常是此问题主要原因，有时改用另一种助焊剂即可改善，松香类助焊剂常在清洗时产生白班，此时最好的方式是寻求助焊剂供货商的协助，产品是他们供应他们较专业。

8-2、基板制作过程中残留杂质，在长期储存下亦会产生白斑，可用助焊剂或溶剂清洗即可。

8-3、不正确的CURING亦会造成白班，通常是某一批量单独产生，应及时回馈基板供货商并使用助焊剂或溶剂清洗即可。

8-4、厂内使用之助焊剂与基板氧化保护层不兼容，均发生在新的基板供货商，或更改助焊剂厂牌时发生，应请供货商协助。

8-5、因基板制程中所使用之溶剂使基板材质变化，尤其是在镀镍过程中的溶液常会造成此问题，建议储存时间越短越好。