在SMT(表面貼裝技術(shù))加工中,錫膏就像連接電子元件與電路板的“橋梁”,但稍有不慎就可能出現(xiàn)各種“橋梁隱患”。從印刷時的形狀失控,到焊接后的焊點缺陷,這些問題不僅影響生產(chǎn)效率,更可能導(dǎo)致產(chǎn)品可靠性下降。今天傲牛科技的工程師就錫膏SMT工藝使用中最容易出現(xiàn)的五大問題,解析背后的原因及解決辦法,幫你避開加工中的“坑”。
一、印刷塌陷:錫膏“癱軟”流到焊盤外
剛印好的錫膏像融化的冰淇淋,邊緣垮塌甚至流到相鄰焊盤,這就是印刷塌陷。輕則導(dǎo)致橋連短路,重則整板報廢。
為啥會塌?
1、錫膏粘度太低(低于 80Pa?s),像稀湯一樣缺乏支撐力;
2、錫粉顆粒過細(小于 5μm),比表面積大導(dǎo)致表面張力不足;
3、印刷壓力過大(超過 8N/mm),把錫膏擠得到處跑;
4、環(huán)境濕度太高(超過 60% RH),錫膏吸潮后變軟。
怎么解決?
選粘100-120Pa·s的中粘度錫膏,顆粒度優(yōu)先T5(15-25μm)或T6(5-15μm)(行業(yè)實踐推薦,適用于 0.5mm 以下細間距焊盤)。印刷壓力控制在5-8N/mm,同時把車間濕度降到40%-50%RH。剛印好的板子別著急移動,靜置2分鐘讓錫膏 “站穩(wěn)腳跟”。
二、漏印缺錫:焊盤“吃不飽”虛焊風險高
小焊盤上錫膏覆蓋不足,甚至完全沒錫,這就是漏印。焊接后容易出現(xiàn)虛焊、假焊,尤其是0.5mm以下的細間距焊盤。
為啥會漏?
1、錫膏粘度過高(超過150Pa?s),像橡皮泥一樣堵在鋼網(wǎng)孔里下不來;
2、刮刀速度太快(超過50mm/s),錫膏來不及填滿網(wǎng)孔;
3、鋼網(wǎng)開孔太?。ū群副P小10% 以上),或者網(wǎng)板厚度太?。ㄐ∮?0μm);
4、焊盤表面氧化(發(fā)暗、有銹跡),錫膏 “嫌棄” 不愿附著。
怎么解決?
印刷前用酒精擦拭焊盤去氧化,選粘度適中的錫膏;刮刀速度降到30-40mm/s,鋼網(wǎng)開孔按焊盤尺寸1:1設(shè)計,厚度0.1-0.15mm最合適(參照 IPC-7525A標準)。漏印嚴重時,可先用鋼網(wǎng)清洗劑超聲清洗網(wǎng)板,去除殘留的干錫膏。
三、橋連短路:焊點“牽手”引發(fā)電路故障
相鄰焊盤間的錫膏熔融后相連,形成短路,這是橋連。在0.4mm 以下的細間距元件(如QFP、BGA)中最容易出現(xiàn)。
為啥會連?
1、錫膏下錫量過多(鋼網(wǎng)厚度超過 0.15mm),多余焊料高溫下 “漫出來”;
2、貼片機貼裝偏差大(元件引腳偏移焊盤 20% 以上),擠壓錫膏導(dǎo)致相連;
3、回流焊峰值溫度過高(超過錫膏熔點 30℃),焊料表面張力下降像水一樣流淌;
4、錫膏觸變性差(印刷后邊緣模糊),靜置時自然擴散。
怎么解決?
細間距元件用0.1mm厚度的鋼網(wǎng),下錫量控制在焊盤高度的 80%;貼片機每天用標準板校準,確保引腳與焊盤重合度>95%;回流焊峰值溫度設(shè)為熔點 + 20℃(如 SAC305 控制在237℃),同時選觸變性好的錫膏(印刷后邊緣清晰,10 分鐘不塌邊)。
四、焊點空洞:焊點內(nèi)部“藏氣泡”可靠性差
用X射線檢測會發(fā)現(xiàn)焊點內(nèi)部有空心氣泡,這就是空洞。雖然表面看不出來,但會導(dǎo)致散熱不良、機械強度下降,尤其在汽車電子等高振動場景中容易開裂。
為啥會空?
1、錫膏助焊劑活性不足,沒徹底清除焊盤氧化層,氣泡被困在里面;
2、回流焊預(yù)熱階段升溫太快(超過 3℃/s),助焊劑溶劑爆沸產(chǎn)生氣泡;
3、錫膏開封后暴露時間過長(超過 4 小時),吸潮后回流時水汽蒸發(fā)形成空洞;
4、鋼網(wǎng)開孔內(nèi)壁粗糙,錫膏脫模時卷入空氣。
怎么解決?
選活性等級RA的錫膏,開封后2小時內(nèi)用完,剩余錫膏密封冷藏;回流焊預(yù)熱速率控制在2℃/s以內(nèi),給助焊劑充分揮發(fā)的時間;鋼網(wǎng)定期超聲清洗(每周一次),開孔內(nèi)壁做拋光處理(粗糙度 Ra<1μm)。
五、助焊劑殘留:“后遺癥” 腐蝕電路板
焊接后電路板上有白色、黃色殘留物,這是助焊劑殘留。雖然短期不影響,但長期在潮濕環(huán)境中會腐蝕焊點,導(dǎo)致漏電、短路。
為啥會留?
1、選了高殘留的錫膏(尤其是有鹵錫膏),助焊劑含有不易揮發(fā)的成分;
2、回流焊冷卻速率太慢(低于 1℃/s),助焊劑沒完全固化就接觸濕氣;
3、手工補焊時用了劣質(zhì)助焊劑,殘留量超標。
怎么解決?
優(yōu)先用無鹵免洗錫膏,殘留量比傳統(tǒng)錫膏少 50%;回流焊冷卻速率提升到2-3℃/s,讓助焊劑快速固化;手工焊接選固體含量<15% 的助焊筆,焊后用酒精棉片擦拭殘留明顯的區(qū)域(參照 IPC-J-STD-004B 標準)。
六、預(yù)防核心:把好“三關(guān)”少踩坑
1、材料關(guān):根據(jù)焊點間距選錫膏,細間距用高粘度、小顆粒(如T6級 5-15μm);認準正規(guī)品牌,查看MSDS報告中的活性等級、鹵素含量。
2、工藝關(guān):每天開機前校準印刷機刮刀壓力、貼片機精度,每周檢測錫膏粘度(用粘度計測 3 次取平均值),定期清潔鋼網(wǎng)和回流焊爐內(nèi)壁。
3、環(huán)境關(guān):錫膏存放在5-10℃冰箱,使用前回溫 3 小時;車間溫度25±3℃、濕度40%-50%RH,減少溫濕度波動對錫膏狀態(tài)的影響。
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