Zgrzewanie rozpływowe dzieli się na główne wady, wady wtórne i wady powierzchniowe. Każda wada uniemożliwiająca działanie SMA nazywana jest wadą poważną; Wady wtórne dotyczą dobrej zwilżalności połączeń lutowanych, nie powoduje utraty funkcji SMA, ale ma wpływ na żywotność produktu, mogą występować wady; Wady powierzchniowe to takie, które nie mają wpływu na działanie i żywotność produktu. Wpływ na to ma wiele parametrów, jak pasta lutownicza, dokładność pasty i proces spawania. W naszych badaniach i produkcji procesów SMT, wiemy, że rozsądna technologia montażu powierzchniowego odgrywa kluczową rolę w kontrolowaniu i poprawie jakości produktów SMT.
I. Koraliki cynowe lutowane rozpływowo
1. Mechanizm powstawania ściegów cyny podczas zgrzewania rozpływowego: Cynowy koralik (lub kulka lutownicza) pojawiające się podczas zgrzewania rozpływowego jest często ukryte pomiędzy bokami lub drobno rozmieszczonymi kołkami pomiędzy dwoma końcami prostokątnego elementu wiórowego. W procesie łączenia komponentów, pastę lutowniczą umieszcza się pomiędzy pinem elementu chipowego a podkładką. Gdy płytka drukowana przechodzi przez piec rozpływowy, pasta lutownicza topi się w ciecz. Jeśli cząstki ciekłego lutu nie są dobrze zwilżone podkładką i kołkiem urządzenia, itp., cząsteczki ciekłego lutu nie mogą być agregowane w złącze lutowane. Część ciekłego lutowia wypłynie ze spoiny i utworzy kulki cyny. Dlatego, słaba zwilżalność lutu z podkładką i kołkiem urządzenia jest podstawową przyczyną powstawania kulek cyny. Pasta lutownicza w procesie druku, ze względu na przesunięcie pomiędzy szablonem a podkładką, jeśli przesunięcie jest zbyt duże, spowoduje to wypłynięcie pasty lutowniczej na zewnątrz podkładki, i po podgrzaniu łatwo pojawiają się koraliki cynowe. Nacisk osi Z w procesie montażu jest ważnym powodem stosowania koralików cynowych, na co często nie zwraca się uwagi. Niektóre maszyny mocujące są pozycjonowane zgodnie z grubością elementu, ponieważ głowica osi Z jest umiejscowiona zgodnie z grubością elementu, co spowoduje, że element zostanie przymocowany do płytki PCB, a pączek blaszany zostanie wytłoczony na zewnątrz krążka spawalniczego. W tym przypadku, rozmiar wyprodukowanego koralika cynowego jest nieco większy, a produkcji cynowej kulki można zwykle zapobiec, po prostu ponownie regulując wysokość osi Z.
2. Analiza przyczyn i metoda kontroli: Istnieje wiele przyczyn słabej zwilżalności lutowia, poniższą analizę główną oraz powiązane przyczyny i rozwiązania związane z procesem: (1) nieprawidłowe ustawienie krzywej temperatury refluksu. Refluks pasty lutowniczej jest powiązany z temperaturą i czasem, oraz jeśli nie zostanie osiągnięta wystarczająca temperatura lub czas, pasta lutownicza nie będzie refluksować. Temperatura w strefie podgrzewania wzrasta zbyt szybko, a czas jest zbyt krótki, tak, aby woda i rozpuszczalnik zawarte w paście lutowniczej nie uległy całkowitemu ulotnieniu, i kiedy osiągną strefę temperatury rozpływu, woda i rozpuszczalnik wygotowują kulki cyny. Praktyka pokazała, że idealnie jest kontrolować szybkość wzrostu temperatury w strefie podgrzewania wstępnego w temp 1 ~ 4℃/S. (2) Jeśli koraliki cynowe zawsze pojawiają się w tej samej pozycji, konieczne jest sprawdzenie struktury projektu metalowego szablonu. Dokładność korozji rozmiaru otworu szablonu nie może spełnić wymagań, rozmiar podkładki jest za duży, a materiał powierzchniowy jest miękki (takie jak szablon miedziany), co spowoduje, że zewnętrzny zarys wydrukowanej pasty lutowniczej będzie niewyraźny i połączony ze sobą, co najczęściej występuje w tampodruku urządzeń o drobnej podziałce, i nieuchronnie spowoduje dużą liczbę kulek cynowych pomiędzy kołkami po rozpływie. Dlatego, odpowiednie materiały szablonów i proces tworzenia szablonów należy wybrać zgodnie z różnymi kształtami i odległościami od środka grafik padów, aby zapewnić jakość druku pasty lutowniczej. (3) Jeśli czas od łatki do lutowania rozpływowego jest zbyt długi, utlenianie cząstek lutowia w paście lutowniczej spowoduje, że pasta lutownicza nie będzie się ponownie rozpływać i wytwarzać kulki cyny. Wybór pasty lutowniczej o dłuższej żywotności (ogólnie co najmniej 4H) złagodzi ten efekt. (4) Ponadto, płytka drukowana z błędnie wydrukowaną pastą lutowniczą nie jest wystarczająco oczyszczona, co spowoduje, że pasta lutownicza pozostanie na powierzchni płytki drukowanej oraz w powietrzu. Odkształć wydrukowaną pastę lutowniczą podczas mocowania komponentów przed lutowaniem rozpływowym. Są to również przyczyny powstawania koralików cynowych. Dlatego, powinno przyspieszyć odpowiedzialność operatorów i techników w procesie produkcyjnym, ściśle przestrzegać wymagań procesowych i procedur operacyjnych dotyczących produkcji, i wzmocnić kontrolę jakości procesu.
dwa Jeden koniec elementu wiórowego jest przyspawany do podkładki, a drugi koniec jest odchylony do góry. Zjawisko to nazywane jest zjawiskiem Manhattanu. Główną przyczyną tego zjawiska jest to, że oba końce elementu nie są równomiernie nagrzewane, i pasta lutownicza jest sukcesywnie topiona. Nierównomierne nagrzewanie obu końców elementu będzie spowodowane następującymi okolicznościami:
(1) Kierunek rozmieszczenia komponentów nie został poprawnie zaprojektowany. Zakładamy, że na całej szerokości pieca rozpływowego znajduje się linia graniczna rozpływu, który stopi się, gdy tylko przejdzie przez niego pasta lutownicza. Jeden koniec prostokątnego elementu chipowego przechodzi najpierw przez linię ograniczającą rozpływ, i pasta lutownicza topi się jako pierwsza, a metalowa powierzchnia końca elementu chipowego ma napięcie powierzchniowe cieczy. Drugi koniec nie osiąga temperatury fazy ciekłej 183 ° C, pasta lutownicza nie jest stopiona, i tylko siła wiązania topnika jest znacznie mniejsza niż napięcie powierzchniowe pasty do lutowania rozpływowego, tak, aby koniec niestopionego elementu był ustawiony pionowo. Dlatego, oba końce elementu powinny znajdować się w tym samym czasie w linii granicznej rozpływu, tak, aby pasta lutownicza na obu końcach podkładki stopiła się jednocześnie, tworząc zrównoważone napięcie powierzchniowe cieczy, i utrzymanie położenia komponentu bez zmian.
(2) Niewystarczające wstępne nagrzanie elementów obwodu drukowanego podczas spawania w fazie gazowej. Faza gazowa polega na zastosowaniu obojętnej kondensacji pary cieczy na sworzniu komponentu i płytce PCB, uwolnić ciepło i stopić pastę lutowniczą. Spawanie w fazie gazowej dzieli się na strefę równoważącą i strefę parową, a temperatura zgrzewania w strefie pary nasyconej wynosi aż 217 ° C. W procesie produkcyjnym, odkryliśmy, że jeśli element spawalniczy nie jest wystarczająco podgrzany, i zmianę temperatury powyżej 100 ° C, siła zgazowania spawania w fazie gazowej jest łatwa do upłynnienia składnika wiórowego o wielkości opakowania mniejszej niż 1206, co powoduje zjawisko pionowej blachy. Poprzez wstępne podgrzanie spawanego elementu w komorze wysoko- i niskotemperaturowej w temp 145 ~ 150℃ przez ok 1 ~ 2 minuty, i wreszcie powolne wejście do obszaru pary nasyconej w celu spawania, wyeliminowano zjawisko stojącej blachy.
(3) Wpływ jakości konstrukcji podkładki. Jeśli rozmiar pary podkładek elementu chipowego jest inny lub asymetryczny, spowoduje to również, że ilość wydrukowanej pasty lutowniczej będzie nierówna, mała podkładka szybko reaguje na temperaturę, a pasta lutownicza na niej łatwo się topi, duża podkładka jest odwrotnie, więc gdy pasta lutownicza na małej podkładce się stopi, element zostaje wyprostowany pod wpływem napięcia powierzchniowego pasty lutowniczej. Szerokość lub szczelina podkładki jest zbyt duża, może również wystąpić zjawisko stojącego arkusza. Warunkiem usunięcia wady jest zaprojektowanie podkładki w ścisłej zgodności ze specyfikacją standardową.
Trzy. Mostkowanie Mostkowanie jest również jedną z powszechnych wad w produkcji SMT, które mogą powodować zwarcia między elementami i muszą zostać naprawione w przypadku napotkania mostka.
(1) Problem z jakością pasty lutowniczej polega na tym, że zawartość metalu w paście lutowniczej jest wysoka, zwłaszcza gdy czas drukowania jest zbyt długi, zawartość metalu można łatwo zwiększyć; Lepkość pasty lutowniczej jest niska, i wypływa z podkładki po podgrzaniu. Słaby opad pasty lutowniczej, po podgrzaniu zewnętrznej strony podkładki, doprowadzi do mostka pinowego układu scalonego.
(2) Prasa drukarska systemu drukującego ma słabą dokładność powtarzalności, nierówne wyrównanie, i druk pasty lutowniczej na miedzi i platynie, co jest najczęściej widoczne w produkcji QFP o drobnej podziałce; Wyrównanie blachy stalowej nie jest dobre i wyrównanie PCB nie jest dobre, a rozmiar/grubość okna z blachy stalowej nie jest jednolita z powłoką stopową w konstrukcji płytki PCB, w wyniku czego powstaje duża ilość pasty lutowniczej, co spowoduje wiązanie. Rozwiązaniem jest wyregulowanie prasy drukarskiej i ulepszenie warstwy powłoki tamponu PCB.
(3) Nacisk klejenia jest zbyt duży, a nasiąkanie pasty lutowniczej pod ciśnieniem jest częstą przyczyną produkcji, i należy wyregulować wysokość osi Z. Jeśli dokładność łatki nie jest wystarczająca, element jest przesunięty, a pin układu scalonego jest zdeformowany, należy to poprawić z tego powodu. (4) Prędkość nagrzewania jest zbyt duża, a rozpuszczalnik w paście lutowniczej jest za późno na ulotnienie.
Zjawisko ciągnięcia rdzenia, znane również jako zjawisko ciągnięcia rdzenia, jest jedną z powszechnych wad spawalniczych, co jest bardziej powszechne w przypadku spawania rozpływowego w fazie gazowej. Zjawisko zasysania rdzenia polega na tym, że lut jest oddzielany od podkładki wzdłuż sworznia i korpusu chipa, które utworzą poważne wirtualne zjawisko spawania. Za przyczynę zwykle uważa się dużą przewodność cieplną oryginalnego sworznia, szybki wzrost temperatury, tak, że lut jest preferowany do zwilżania szpilki, siła zwilżania pomiędzy lutem a kołkiem jest znacznie większa niż siła zwilżania pomiędzy lutem a podkładką, a wypaczenie sworznia do góry pogorszy występowanie zjawiska zasysania rdzenia. W spawaniu rozpływowym na podczerwień, Podłoże PCB i lut w topniku organicznym są doskonałym środkiem pochłaniającym podczerwień, a szpilka może częściowo odbijać podczerwień, dla kontrastu, lut jest korzystnie topiony, jego siła zwilżania podkładką jest większa niż zwilżania pomiędzy nią a trzpieniem, tak aby lut uniósł się wzdłuż szpilki, prawdopodobieństwo wystąpienia zjawiska zasysania rdzenia jest znacznie mniejsze. Rozwiązaniem jest: w zgrzewaniu rozpływowym w fazie gazowej, SMA należy najpierw całkowicie podgrzać, a następnie umieścić w piecu w fazie gazowej; Należy dokładnie sprawdzić i zagwarantować spawalność podkładki PCB, i PCB o słabej spawalności nie powinny być stosowane i produkowane; Nie można ignorować współpłaszczyznowości komponentów, a urządzenia o słabej współpłaszczyznowości nie powinny być używane w produkcji.
Pięć. Po spawaniu, wokół poszczególnych połączeń lutowniczych pojawią się jasnozielone bąbelki, i w poważnych przypadkach, powstanie bańka wielkości gwoździa, co nie tylko wpływa na jakość wyglądu, ale także wpływa na wydajność w poważnych przypadkach, co jest jednym z problemów, które często pojawiają się w procesie spawania. Podstawową przyczyną spieniania zgrzewalnej folii oporowej jest obecność gazu/pary wodnej pomiędzy zgrzewalną warstwą oporową a pozytywowym podłożem. Śladowe ilości gazu/pary wodnej są transportowane do różnych procesów, oraz gdy występują wysokie temperatury, Ekspansja gazu prowadzi do rozwarstwienia warstwy oporowej lutowia i dodatniego podłoża. Podczas spawania, temperatura podkładki jest stosunkowo wysoka, tak aby bąbelki pojawiały się najpierw wokół podkładki. Obecnie proces przetwarzania często wymaga oczyszczenia, osusz, a następnie wykonaj następny proces, np. po trawieniu, należy wysuszyć, a następnie przykleić folię oporową do lutowania, w tym czasie, jeśli temperatura suszenia nie będzie wystarczająca, para wodna zostanie przeniesiona do następnego procesu. Środowisko przechowywania PCB nie jest dobre przed przetwarzaniem, wilgotność jest zbyt wysoka, a spoina nie wysycha na czas; W procesie lutowania na fali, często stosują topnik zawierający wodę, jeśli temperatura wstępnego podgrzewania PCB nie jest wystarczająca, para wodna w strumieniu dostanie się do wnętrza podłoża PCB wzdłuż ściany otworu przelotowego, a para wodna wokół podkładki jako pierwsza dostanie się do środka, w takich sytuacjach powstają pęcherzyki po napotkaniu wysokiej temperatury spawania.
Rozwiązaniem jest: (1) wszystkie aspekty powinny być ściśle kontrolowane, zakupioną płytkę PCB należy sprawdzić po przechowywaniu, zwykle w standardowych okolicznościach, nie powinno być zjawiska bańki.
(2) PCB należy przechowywać w wentylowanym i suchym pomieszczeniu, okres przechowywania nie jest dłuższy niż 6 miesiące; (3) PCB należy wstępnie wypalić w piekarniku przed spawaniem 105 ℃/4H ~ 6H;