在SMT貼片加工的流水線上,焊點(diǎn)缺陷就像隱藏的“地雷”,輕則導(dǎo)致設(shè)備故障,重則引發(fā)批量返工。這些缺陷中,超過(guò)六成與錫膏的選擇和使用緊密相關(guān)。從焊點(diǎn)間的“非法牽手”到焊盤上的“糧食短缺”,每一種問(wèn)題都有其獨(dú)特的誘因和解決之道。接下來(lái)傲牛科技的工程師帶大家來(lái)逐一解析,看看錫膏在其中扮演了怎樣的角色,如何構(gòu)建安全防線,防患于未然。
一、焊點(diǎn)缺陷中的“錫膏印記”:五大典型現(xiàn)象及成因解析
1、橋連短路:焊點(diǎn)間的“非法牽手”
在顯微鏡下,橋連短路的焊點(diǎn)就像焊盤間多出的“連接線”。這往往是因?yàn)殄a膏的粘度太低,像稀湯一樣在印刷后自然擴(kuò)散,或是鋼網(wǎng)開(kāi)孔過(guò)大、下錫量超標(biāo),多余的焊料在高溫下流淌到相鄰焊盤。
2、虛焊/假焊:焊點(diǎn)的“表面功夫”
虛焊和假焊則更具迷惑性,焊點(diǎn)表面看似完好,內(nèi)部卻因助焊劑活性不足、焊盤氧化層未被清除,或是錫膏粘度太高導(dǎo)致上錫量不足,形成“表面功夫”,導(dǎo)致焊點(diǎn)外觀完整但內(nèi)部未完全熔合,或輕輕觸碰即脫落。
3、漏印/缺錫:焊盤的“糧食短缺”
漏印缺錫在小焊盤上尤為明顯,可能是錫膏顆粒太粗無(wú)法通過(guò)細(xì)網(wǎng)孔,或是粘度過(guò)高堵塞鋼網(wǎng),導(dǎo)致焊盤“吃不飽”。助焊劑中觸變劑失效,也可能導(dǎo)致錫膏在鋼網(wǎng)中形成“結(jié)團(tuán)”。
4、焊點(diǎn)空洞:焊點(diǎn)內(nèi)的“隱形氣泡”
焊點(diǎn)空洞則是隱藏的“殺手”,會(huì)導(dǎo)致降低機(jī)械強(qiáng)度和散熱能力。X射線才能發(fā)現(xiàn)的內(nèi)部氣泡,多因錫膏吸濕受潮,或是助焊劑溶劑在預(yù)熱階段爆沸,將空氣包裹進(jìn)焊點(diǎn)。鋼網(wǎng)開(kāi)孔內(nèi)壁粗糙(Ra>1μm),脫模時(shí)卷入空氣也可導(dǎo)致焊點(diǎn)空洞。
5、錫球/焊料飛濺:焊盤外的“多余焊點(diǎn)”
焊盤周圍的錫球,可引發(fā)短路或絕緣失效。一般是由于助焊劑活性過(guò)強(qiáng),焊接時(shí)反應(yīng)劇烈而導(dǎo)致旱澇飛濺。焊粉表面氧化膜破裂,熔融時(shí)內(nèi)部氣體突然“炸開(kāi)”。還有可能是回流焊升溫速率過(guò)快(>3℃/s),助焊劑爆沸推動(dòng)焊料濺出。
二、從源頭到過(guò)程:構(gòu)建錫膏管控的 “三道防線”
1、要避免錫膏成為缺陷源頭,材料選型是第一道關(guān)。
不同焊點(diǎn)間距對(duì)錫膏顆粒度有嚴(yán)格要求:常規(guī)焊盤適合T5級(jí)(15-25μm)顆粒,細(xì)間距需T6級(jí)(5-15μm)確保網(wǎng)孔填充,超細(xì)間距則要用T7級(jí)(2-11μm)搭配超薄鋼網(wǎng)。
助焊劑活性也要按需選擇,普通消費(fèi)電子用中等活性的RA級(jí)即可,汽車醫(yī)療等高端領(lǐng)域則需低殘留的RMA級(jí),鹵素含量必須嚴(yán)格控制。驗(yàn)廠時(shí)一定要核對(duì) MSDS 報(bào)告,確保粘度、氧化度等關(guān)鍵指標(biāo)達(dá)標(biāo)。
2、工藝優(yōu)化是第二道防線,讓錫膏在印刷和焊接中“乖乖聽(tīng)話”。
印刷環(huán)節(jié)的刮刀壓力和速度至關(guān)重要,5-8N/mm的壓力既能填滿網(wǎng)孔又不致錫膏外溢,細(xì)間距焊接速度需降至20mm/s,給錫膏充足的填充時(shí)間。回流焊的溫度曲線就像錫膏的“成長(zhǎng)軌跡”:預(yù)熱階段以不超過(guò)2℃/s 的速率升溫,讓助焊劑勻速揮發(fā);回流段峰值溫度控制在錫膏熔點(diǎn)加15-20℃,確保充分熔合;冷卻段以2-3℃/s 快速固化,減少焊料流動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。
3、過(guò)程管控則是貫穿始終的“守護(hù)者”。
錫膏的存儲(chǔ)和使用需要“精準(zhǔn)呵護(hù)”:未開(kāi)封的錫膏應(yīng)在5-10℃的冷藏環(huán)境中存放,避免溫度波動(dòng);開(kāi)封后要標(biāo)注時(shí)間,4小時(shí)內(nèi)用完,剩余錫膏密封冷藏并在24小時(shí)內(nèi)回用,回溫時(shí)需靜置3小時(shí),防止冷凝水影響活性。生產(chǎn)中還要建立實(shí)時(shí)檢測(cè)閉環(huán),首件用3D SPI掃描錫膏厚度,過(guò)程中每2 小時(shí)用顯微鏡觀察焊點(diǎn)截面,每周用X射線檢測(cè)空洞率,確保每個(gè)環(huán)節(jié)都在掌控之中。
三、跳出錫膏看缺陷:多維度排查保良率
當(dāng)然,錫膏不能背下所有的鍋。元件偏移可能是貼片機(jī)吸嘴磨損或視覺(jué)定位偏差,需要每日校準(zhǔn)精度至±10μm。焊盤氧化多因存儲(chǔ)濕度太高,可通過(guò)等離子清洗預(yù)處理。助焊劑殘留腐蝕則可能是清洗工藝不到位,高可靠性產(chǎn)品建議直接選用免洗無(wú)鹵錫膏。只有將錫膏管控與設(shè)備維護(hù)、環(huán)境控制結(jié)合起來(lái),才能形成完整的質(zhì)量防線。
SMT加工中的焊點(diǎn)缺陷排查,本質(zhì)上是對(duì)材料、工藝、管理的全面考驗(yàn)。錫膏雖小,卻串聯(lián)起從印刷到焊接的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過(guò)精準(zhǔn)匹配焊點(diǎn)需求選擇合適的錫膏,輔以嚴(yán)格的制程管控和實(shí)時(shí)檢測(cè),就能將錫膏相關(guān)缺陷率大幅降低。記住,沒(méi)有完美的錫膏,只有最適配的選擇——從顆粒度到活性,從存儲(chǔ)到焊接,每一個(gè)細(xì)節(jié)的用心,最終都會(huì)轉(zhuǎn)化為焊點(diǎn)的可靠與產(chǎn)品的穩(wěn)定。
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