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SMT回流焊接(reflow)常见不良分析与改善

10/23 14:46
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一、可焊性不良/潤濕不良Poor Solderability / Wetting

1、不良现象

如下图片所示:

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2、成因:

l引腳鍍層質量(氧化太嚴重/鍍層IMC露出表面)

l不良的庫存(溫/濕度控制)

l爐溫曲線設置不當

3、改善对策:

改善来料引脚镀层质量,做好库存管控,及其优化炉温曲线。

二、收錫/縮錫現象

1、现象:

如下图所示:

? ?

2、主要成因:

l 焊盤保護層處理問題

l 庫存問題(條件,時間)

l 焊接時間太長

l 潤濕不良/Poor wetting

l 收錫/Dewetting

3、改善对策:方法与润湿不良一致,材料部分主要考虑PCB板的润湿性。

三、SMD零件在回流過程中的移位

1、现象

不良现象如下:

? ? ?

2、成因:

1)影響焊接偏位的因素

p 器件重量

p 錫膏量(多-->表面張力大),如下描述所示:

p 器件焊端面積和結構

p 焊盤設計(Type B?的设计好于Type A)

? ? ? ? ??

p 焊端材料

p 焊端氧化程度

p 錫膏Flux配方含量

p 印錫和貼片精度

p 溫度曲線設置

2)影响立碑的成因

(1)立碑形成原理

(2)造成‘吊橋’或‘立碑’的因素:

?焊盤設計

? 元件外形和尺寸

? 焊點熱容量

? 錫膏塗布

? 錫膏質和量

? 可焊性

? 貼片准度

? 焊接加溫法和設置

(3)立碑問題改善对策

ü必須保證T3-T5=T1+T2+T4, 立碑問題才可避免.

ü所以要控制立碑,必須增加T1,T2,T4, 及減小 T3.

l?方案 I:? 焊盤設計

p?確保 L/H<2/3,當L/H越小時,T3值越小.?p?A值越小越好.p增加元件兩焊端的可焊性.

l?方案 II:? SMT置件微調

p?在置件時,可以故意朝立碑方向貼偏一點, 以此減小L/H值,讓T3變得更小.?p但偏移量不能太多,因為偏太多,會導致A值增大,產生負面影響。

l方案 III:?網板設計

?采用20-60-20 弧形 “反本壘板” 或其他 “反本壘板” 來減小接觸面積,因此來減小表面張力。? 如果可能,可減小網板厚度.

l?方案 IV:? Profile 改善

p提升第三區(Flux Zone) 的溫度, 以此幫助降低冷熱點之間的溫差

p立碑問題是由冷熱點之間的溫差引起的,因此降低冷熱點之間的溫差,便可改善立碑問題。

四、锡流失/少锡

1、熔錫的流向

2、吸錫現象

3、減少吸錫 (wicking)

4、減少吸錫 程度

五、焊球和焊珠

1、现象:

1)焊球 Solder Bead

u體形較大,u出現在器件邊上

2)焊珠 Solder Ball

u出現在焊點上或周邊

2、焊球/焊珠的形成因素

u錫膏種類和質量

u器件焊端和焊盤設計

u錫膏塗布工藝

u焊接工藝種類和設置

3、改善对策:

1.認證和控制你的錫膏

2.掌握和控制焊接工藝

ü升溫速度ü 揮發溫度ü 揮發時間

3.仔細設計你的PCB和鋼網

4.控制你的物料 (吸潮)

5.控制貼片壓力

6.控制錫膏印刷工藝

六、爆米花效應

1、现象

2、影响因素

?芯片大小

? 塑膠封裝厚度

? 芯片膠水質量

? 庫存和使用環境濕度

3、爆米花效應對焊接質量的影響

七、虛焊(开路)/弱焊/冷焊

1、现象

1)冷焊 Cold Joint

2)開焊 Open

2、成因

3、改善对策:

1)改善材料引脚共面性

2)优化钢网设计,控制好锡膏量

3)防止PCB板翘曲,比如使用载具过炉等等

4)优化Profile:从预热、恒温、焊接等温度与时间进行优化。

5)防止PCB板Pad表面氧化及其零件Pin脚表面氧化。

八、焊接溶蝕

1、现象

2、成因

n?對焊端材料過度溶解侵蝕

n? ?溶蝕速度和溫度與金屬的溶解性相關

n? ?動態熔錫的情況較嚴重

n? ?常出現於銀鈀鍍層的電容上

3、对策

控制你的材料和焊接溫度/時間,即有如下几点:

l了解你的焊點材料的IMC增長率;

l 控制好你的回流溫度和時間;

l 注意雙面回流和返修作業!

九、焊接气孔(或者Void)

1、现象

2、成因

p未揮發的Fluxp揮發中的Fluxp PCB 排氣-->預熱時間不夠,庫存條件差(水汽),鍍層薄(差)

p 固化過程中的收縮

3、改善对策:
1)DFM设计:散热通气孔、PCB Pad设计等等
2)Profile优化:适当加长恒温时间、提升恒温温度等等
3)PCB、零件等材料保存管控防止吸湿受潮。

十、橋接或短路

1、现象

2、成因:

?錫膏量太多? 器件焊接中的移動? 器件焊端可焊性差(無法潤濕留錫)?熱坍塌過度?二次熔锡?置件偏移

3、改善对策:1)优化钢网设计,减少锡膏量

2)DFM设计合适的Pad,防止器件位移3)选择优良的锡膏4)二次焊接的产品,使用载具遮挡防止焊接熔锡5)提高置件精度

6)改善来料品质

此文章,主要讲解SMT Reflow焊接常见焊接不良的基本分析,详细分析改善,后续将持续更新!

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