SMT制程基础及异常分析

1、教材大纲：教材大纲：制程基础制程基础异常分析异常分析一一.制程基础制程基础狹義狹義廣義廣義。 -狭义狭义-广义广义SMT理解理解SMT的组成部分的组成部分印刷貼裝回焊“好的模板得到好的印刷结果，然后自动化使其结果可以重复。好的模板得到好的印刷结果，然后自动化使其结果可以重复。”附：三种制作方法制作的钢板效果比较：附：三种制作方法制作的钢板效果比较：化学蚀刻(etch)、激光(laser)切割和激光切割+电抛光蝕刻鐳射切割激光切割+电抛光2.2.锡膏锡膏包括以下三大组成部分：-合金粉粒-助焊剂-溶剂3.3.印刷参数设定印刷参数设定-印刷速度-刮刀壓力-印刷間距4.4.Support Suppor

2、t 支撑支撑5.5.人員操作人員操作二二.常见异常分析常见异常分析 因素一：因素一：焊膏的选用直接影响到焊接质量焊膏的选用直接影响到焊接质量 焊膏中金属的含量、焊膏的氧化度，焊膏中合金焊料粉的粒焊膏中金属的含量、焊膏的氧化度，焊膏中合金焊料粉的粒度度都能影响焊珠的产生。度度都能影响焊珠的产生。 a.焊膏的金属含量焊膏的金属含量 ( (焊膏中金属含量其质量比约为焊膏中金属含量其质量比约为88889292，体积，体积比约为比约为50%50%。当金属含量增加时，焊膏的黏度增加，就能有效地抵抗预热。当金属含量增加时，焊膏的黏度增加，就能有效地抵抗预热过程中汽化产生的力。另外，金属含量的增加，使金属粉末

3、排列紧密，过程中汽化产生的力。另外，金属含量的增加，使金属粉末排列紧密，使其在熔化时更容结合而不被吹散。此外，金属含量的增加也可能减小使其在熔化时更容结合而不被吹散。此外，金属含量的增加也可能减小焊膏印刷后的焊膏印刷后的“塌落塌落”，因此，不易产生焊锡珠。，因此，不易产生焊锡珠。) ) b.b.焊膏的金属氧化度焊膏的金属氧化度在焊膏中，金属氧化度越高在焊接时金属粉末结在焊膏中，金属氧化度越高在焊接时金属粉末结合阻力越大，焊膏与焊盘及元件之间就越不浸润，从而导致可焊性降低。合阻力越大，焊膏与焊盘及元件之间就越不浸润，从而导致可焊性降低。实验表明：焊锡珠的发生率与金属粉末的氧化度成正比。一般的，焊

4、膏实验表明：焊锡珠的发生率与金属粉末的氧化度成正比。一般的，焊膏中的焊料氧化度应控制在中的焊料氧化度应控制在0.050.05以下，最大极限为以下，最大极限为0.150.15。因素一：因素一：錫膏的选用直接影响到焊接质量錫膏的选用直接影响到焊接质量 c.錫膏中金属粉末的粒度錫膏中金属粉末的粒度 錫膏中粉末的粒度越小，錫膏的总体表面积就越大，从而导致较细粉末錫膏中粉末的粒度越小，錫膏的总体表面积就越大，从而导致较细粉末的氧化度较高，因而焊锡珠现象加剧。我们的实验表明：选用较细颗粒度的氧化度较高，因而焊锡珠现象加剧。我们的实验表明：选用较细颗粒度的錫膏时，更容易产生焊锡粉。的錫膏时，更容易产生焊锡粉

5、。 d.錫膏中助焊剂的量及焊剂的活性錫膏中助焊剂的量及焊剂的活性 焊剂量太多，会造成錫膏的局部塌落，从而使锡珠容易产生。另外，焊焊剂量太多，会造成錫膏的局部塌落，从而使锡珠容易产生。另外，焊剂的活性小时，焊剂的去氧化能力弱，从而也容易产生锡珠。免清洗錫膏剂的活性小时，焊剂的去氧化能力弱，从而也容易产生锡珠。免清洗錫膏的活性较松香型和水溶型錫膏要低，因此就更有可能产生锡珠。的活性较松香型和水溶型錫膏要低，因此就更有可能产生锡珠。 e. 其它注意事项其它注意事项 此外，錫膏在使用前，一般冷藏在冰箱中，取出来以后应该使其恢复到此外，錫膏在使用前，一般冷藏在冰箱中，取出来以后应该使其恢复到室温后打开使

6、用，否则，錫膏容易吸收水分，在再流焊锡飞溅而产生锡珠。室温后打开使用，否则，錫膏容易吸收水分，在再流焊锡飞溅而产生锡珠。 因此，锡膏品牌的选用(工程評估)及正确使用(完全依照錫膏使用管理辦法)，直接影响锡珠的产生。 a.模板的开口模板的开口我们一般根据印制板上的焊盘来制作模板，所以模板的开口就是焊盘的大小。我们一般根据印制板上的焊盘来制作模板，所以模板的开口就是焊盘的大小。在印刷錫膏时，容易把錫膏印刷到阻焊层上，从而在再流焊时产生锡珠。因此，在印刷錫膏时，容易把錫膏印刷到阻焊层上，从而在再流焊时产生锡珠。因此，我们可以这样来制作模板，把模板的开口比焊盘的实际尺寸减小我们可以这样来制作模板，把模

7、板的开口比焊盘的实际尺寸减小10，另外，另外，可以更改开口的外形来达到理想的效果。可以更改开口的外形来达到理想的效果。 b.模板的厚度模板的厚度錫膏在印制板上的印刷厚度。焊膏印刷后的厚度是漏板印刷的一个重要参数，錫膏在印制板上的印刷厚度。焊膏印刷后的厚度是漏板印刷的一个重要参数，通常在通常在0.13mm-0.17mm之间。焊膏过厚会造成錫膏的之间。焊膏过厚会造成錫膏的“塌落塌落”，促进锡珠的产，促进锡珠的产生。生。因素二因素二：模板的制作及开口模板的制作及开口 因素三因素三： 贴片机的贴装压力贴片机的贴装压力 如果在贴装时压力太高，錫膏就容易被挤压到元件下面的阻焊层上，在如果在贴装时压力太高，

8、錫膏就容易被挤压到元件下面的阻焊层上，在再流焊时焊锡熔化跑到元件的周围形成锡珠。再流焊时焊锡熔化跑到元件的周围形成锡珠。解决方法可以减小贴装时的压解决方法可以减小贴装时的压力，并采用合适的模板开口形式，避免錫膏被挤压到焊盘外边去。力，并采用合适的模板开口形式，避免錫膏被挤压到焊盘外边去。 因素四因素四：炉温曲线的设置炉温曲线的设置 锡珠是在印制板通过再流焊时产生的，在预热阶段使錫膏和元件及焊盘的锡珠是在印制板通过再流焊时产生的，在预热阶段使錫膏和元件及焊盘的温度上升到温度上升到120C150C之间，减小元器件在再流时的热冲击，在这个阶段，之间，减小元器件在再流时的热冲击，在这个阶段，錫膏中的焊

9、剂开始汽化，从而可能使小颗粒金属分开跑到元件的底下，在再流錫膏中的焊剂开始汽化，从而可能使小颗粒金属分开跑到元件的底下，在再流时跑到元件周围形成锡珠。时跑到元件周围形成锡珠。在这一阶段，温度上升不能太快，一般应小于在这一阶段，温度上升不能太快，一般应小于2.0C/s，过快容易造成焊锡飞溅，形成锡珠。所以应该调整再流焊的温度曲线，过快容易造成焊锡飞溅，形成锡珠。所以应该调整再流焊的温度曲线，采取较适中的预热温度和预热速度来控制锡珠的产生。采取较适中的预热温度和预热速度来控制锡珠的产生。 其他外界因素的影响：其他外界因素的影响： 一般一般錫錫膏印刷时的最佳温度为膏印刷时的最佳温度为25C+-3C，

10、湿度为相对湿，湿度为相对湿度度40%-60，温度过高，使，温度过高，使錫錫膏的黏度降低，容易产生膏的黏度降低，容易产生“塌塌落落”，湿度过高，湿度过高，錫錫膏容易吸收水分，容易发生飞溅，这都膏容易吸收水分，容易发生飞溅，这都是引起锡珠的原因。另外，印制板暴露在空气中较长的时间是引起锡珠的原因。另外，印制板暴露在空气中较长的时间会吸收水分，并发生焊盘氧化，可焊性变差。会吸收水分，并发生焊盘氧化，可焊性变差。T1T3dT2受力示意图：受力示意图：T1 + T2 T3 T1. 零件的重力使零件向下T2. 零件下方的熔錫也會使零件向下T3. 錫墊上零件外側的熔錫會使零件向上产生的原因：产生的原因：因素

11、一：因素一：热效能不均匀，焊点熔化速率不同热效能不均匀，焊点熔化速率不同 我们设想在再流焊炉中有一条横跨炉子宽度的再流焊限线，一旦我们设想在再流焊炉中有一条横跨炉子宽度的再流焊限线，一旦錫膏通过它就会立即熔化。片式矩形元件的一个端头先通过再流焊限錫膏通过它就会立即熔化。片式矩形元件的一个端头先通过再流焊限线，錫膏先熔化，完全浸润元件的金属表面，具有液态表面张力；而线，錫膏先熔化，完全浸润元件的金属表面，具有液态表面张力；而另一端未达到另一端未达到183C液相温度，錫膏未熔化，只有焊剂的粘接力，该液相温度，錫膏未熔化，只有焊剂的粘接力，该力远小于再流焊錫膏的表面张力，因而，使未熔化端的元件端头向

12、上力远小于再流焊錫膏的表面张力，因而，使未熔化端的元件端头向上直立。因此，保持元件两端同时进入再流焊限线，使两端焊盘上的錫直立。因此，保持元件两端同时进入再流焊限线，使两端焊盘上的錫膏同时熔化，形成均衡的液态表面张力，保持元件位置不变。膏同时熔化，形成均衡的液态表面张力，保持元件位置不变。a.PCB pad大小不一，可使零件两端受热不均；大小不一，可使零件两端受热不均；b.PCB pad分布不当（分布不当（pad一端独立，另一端与大铜面共累）一端独立，另一端与大铜面共累）因素二：因素二：元器件两个焊端或元器件两个焊端或PCB焊盘的两点可焊性不均匀焊盘的两点可焊性不均匀因素三：因素三：在贴装元件时偏移过大，或錫膏与元件连接面太小在贴装元件时偏移过大，或錫膏与元件连接面太小针对以上个因素，可采用以下方法来减少立碑问题：针对以上个因素，可采用以下方法来减少