锡膏应用问题的判定及解决方法
一锡膏的储存和解冻:
1)锡膏的储存:
4-10摄氏度通常保质期为半年(26周).2)解冻的时间:
4小时以上,锡膏内部应到达使用环境温度,可用温度计测量判定.注意:解冻时间内请不要打开盒盖防止水分子进入二锡膏使用前后:
1).搅动:A机械搅动:锡膏恢复拈度搅拌机
参数设置搅动上下往复时间15秒一次,往复幅度30mm(不满装盒幅度设置要减少)
搅动速度及时间0-1分钟80次
1-2分钟次
2-3分钟次
**3-4分钟次.
**室温低于25度应设置4分钟.
B手工搅动:搅动时间3分钟,工具可用6mm不锈钢棒,向同一方向搅动0-1分钟60-80次1-2分钟80-次2分钟以上80-次
C回收再用:
当下班前要把在网面的锡膏收回,收回后应再搅动几十次,摊平后盖好内盖和外盖,8小时内不再使用请冷藏放置(无卤化物的锡膏尤其重要)
三焊点的外观:
1)在小间距钢网的印刷问题上钢网薄往往印刷的成功率高,厚网成功率低影响生产效率.印25-45微米的锡膏能保证有印刷的成功率高及良好的焊点外观,通常元件的良好焊接外观是1)锡能扩散焊盘的90%以上,2)元件的焊接端有75°的马鞍形爬锡.3)焊点光亮无氧化变色4)焊点无明显锡渣.
2)只要能满足上述4个条件即可,锡在焊点上并不是多多为安要防止焊点收缩产生的微小裂缝.
四开网的参考方法:
1)网的厚度网的厚度通常小间距如(0.2mm-0.3mm)开网0.12-0.14mm厚度,网孔为%大才能有焊盘良好的焊锡扩散,或提供锡粉粒度由开网商协助计算厚度(在德国是这样的),喷锡的PCB板请减少厚度0.01mm.大型或特殊元件必须通过开局部试验网(或从工程数据库调出成功数据)来决定,局部试验成功后请把它输入工程数据库供下次查询使用.
2)近年流行的模糊技术
极小间距的焊盘近年流行的模糊开网孔方法,可通过试验(或从数据
库调出数据)来决定网的厚度及网孔在焊盘上的位置和尺寸.具体是网孔开成一个长方孔,印刷锡膏的时候会将锡膏印成一片,用合适的焊接温度和时间能使焊点外观符合要求并无连锡的现象,为模糊网孔印刷技术.
小间距的焊盘模糊网孔印刷的锡膏特别是间距小于0.2mm的IC焊接会有出人意料印刷成功率和焊接效果.
3)加工网的方式与使用的影响:
钢网通常是用激光和腐蚀两种方法加工的.
激光网的优点孔壁光滑整洁印刷成功率高,缺点是小间距略有变形现,象价格比较高.
腐蚀网优点小间距变形小,有低廉的价格及试验费用低.缺点孔壁不光滑小孔印刷成功率低,如果配合模糊技术即成本低又有印刷成功率高的特点.
五印刷锡膏:
印刷通常有自动效准印刷和无自动效准机械及手工印刷方法
1)机印定位:
A)偏心轮定位
在印刷PCB合适的位置上装偏心轮,通过转动轮改变定位凸起的位置来为PCB板定位,无自动效准印刷机可利用PCB板的安装孔定位,减少印刷的不准确性.定位后请用工艺轮将PCB板的下面的无用的空轮孔位垫平,免除印刷锡膏的时候较薄的PCB板局部塌陷引起局部锡高过厚造成焊接元件锡珠的产生.
B)卡片定位
在合适的位置上粘贴凸起定位片,恰好能用PCB板的板孔为印刷锡膏准确定位.但必须在定位后要用工艺片粘贴平定位片之间的空间要保证PCB板印刷的平整性,免除印刷锡膏的时候PCB板变形所带来的麻烦.
C)不提倡的PCB板定位方法:
→↓
PCB外边定位由于受外围尺寸误差的影响而产生定位不可靠,很难保证印刷的品质和稳定的产量,PCB还会产生向箭头方向的印刷移动造成小间距锡膏的连印.
PCB架空定位由于印刷的压力会引起较薄的板向下变形造成锡膏印刷的厚度不均匀,采用架空的方法必须加多支柱或工装块减少变形.
2)手工印刷的定位
注意用板边定位不是好方法印刷误差比较大很难保证印刷的质量和速度.你的方法应能保证板位的重复准确性.尽量减少板的印刷变形.
A)网与PCB板的配合:
网的平面应该与PCB板为平面接触网没有与PCB平面接触
网固定好必须检查网面与PCB板是否是平面接触,这点是很重要的由于网不是平面接触会造成印刷锡膏点的坍塌和网寿命的减少.
3)刮刀的准备和注意事项:
刮刀有两类钢制和胶制要求刀口要平不能有变形和缺损.
A)机械印刷
钢刀角度为45度最好(或使用者有更适宜的规范角度)刀应该保持良好的平面可用平台效准,刀的刃角不能有可见磨损应保持平滑才能保证锡膏是滚动前进有好的印刷效果.压力的调整应能做到刮净网上的锡膏又不能引起印点的坍塌变形,压力过大会减少刀和网的寿命.
胶刀的耐磨性没有钢刀好但它能延长网的印刷寿命,由于压力的调整胶刀在通过网孔的上方会向下变形减少印点的锡膏量,有助于缓解由于锡量过大而产生的焊接锡珠,这类锡珠往往在元件的中间部位产生。
B)手工印刷:
刀的宽度应大于PCB板的10%.目前钢刀被生产现场广泛采用.
4)网孔对准焊盘的必要:
网孔对准焊盘是重要的直接与印刷锡膏点的准确性有关,通常也是为了有良好的焊点外观.一般锡膏与焊盘错位小于10%,由于有锡膏焊接的扩散性完全可以扩散焊盘的95%,大于通常的出货要求的扩散焊盘90%以上面积的要求.
网孔与焊盘的错位
5)印刷前的准备工作:
解冻搅拌后的锡膏用刮铲平抹在钢网上并使其粘在钢网上,手工印刷不要取放太多.
印刷力度的调整最少调整到印刷后网表面的锡膏刷刮净,不能因为力度小印刷留下锡膏没刮净,力度过大会减少网的印刷寿命.胶刀磨损小可用于力度大而为减少实际印刷锡膏的厚度,缓解由于锡量过大而产生的焊接锡珠.速度的设置应考虑印刷的成功率,为提高成功率擦网是必要的间隔次数由实际情况及气温来决定.
或有更好的规范角度
6)锡膏的正确印刷外观:
7)不良的印刷外观
六回流焊接机的温度设置:
1)膏熔化焊接条件:
通常63/37比例的锡膏熔点是°C,锡膏厂家在技术资料上提供的是锡膏熔化的物理条件曲线,焊接温度曲线的设置必须再结合PCBIC等条件及出货的要求.比如在同样的温度速度设置下单层板、双层板、多层板、有无多PINIC、有无BGA等条件不同所测试出的曲线都不同,一种设置焊接所有的板是不可能的.同一个炉上在单层板上测试出你满意的曲线后,要在双层板上也要得到相同的曲线你必须要更改设置.
2)度曲线的测试:
A)温度记忆盒:
首先要请有效准执照的部门定期(6个月)效准记忆盒的温度准确性,并将误差写入记录器,回流焊开机且温度稳定后将记忆盒放置传送带上,待记录全程温度后用电脑打印出温度曲线.记忆盒测定容易操作能减少麻烦但重复性差往往数据会因记忆盒的温度升高有变化.
B)手工记录:
感温线要足够长并用高温胶带或高温锡固定在PCB
首先要请有效准执照的部门定期(6个月)效准数字式温度计,回流焊开机且温度稳定后将带有传感器的试验PCB放置传送带上(最好用高温胶纸固定在传送带上)每10秒钟读出温度并记录直到走完全程.根据记录整理温度时间曲线并人工用电脑绘出曲线图,操作麻烦往往数据受怀疑性小.(参考图在十项)
七有关无铅锡膏的焊接温度
无铅锡膏的熔点:
通常无铅锡膏的熔点比含铅的锡膏要高一般要-°C,由于锡膏合金成份不同熔点不同,无铅锡膏熔化后的流动性比含铅锡膏要差,在回流焊接的时候要设置充分考虑无铅锡膏活性的温度曲线,来改善焊点的外观和锡的扩散性.无铅锡膏的焊点要比含铅锡膏的亮度差一些.
无铅锡膏的温度曲线:
某公司用含银无铅锡膏焊接1.2mm厚PCB板所用的曲线.可以看出与传统含铅锡膏的曲线有所不同,其主要目的是最大发挥锡膏的活力保持良好的焊接外观.(见十项曲线图绿线)
八焊接出现锡珠的判定问题方法:
焊接出现锡珠(渣)与锡膏、PCB板、元件及网有关,请确认1)锡膏2)PCB板材3)元件4)网,要用单项判定的方法分别判定问题存在的主要因素.
1)检查锡膏能否产生锡珠
用厚度0.2mm的胶片在中间部位打5mm的孔做简单的网,印锡膏在0.6-0.8mm的白色磁板上,把磁板放入度的锡炉表面待锡膏熔化后轻轻夹出锡炉,冷却后观察在锡点周边不应有明显锡渣.产生锡珠的主要原因是锡粉中含氧化量过大.
锡球周边不应产生明显锡渣
2)检查PCB板能否产生锡珠:
印刷一块PCB板不贴装元件放入回流焊中(温度曲线已经确认好的),取出后观察在焊盘的周边有无焊接锡珠.
PCB板的焊盘产生锡珠的原因是焊盘上面有杂质或氧化物,这些物质在高温的作用下会产生爆裂.
3)检查元件能否产生锡珠
将要用于试验的PCB板印刷好锡膏(要使用确认好的锡膏和PCB)粘贴试验元件后送入回流焊机(温度曲线已经确认好的).取出PCB后观察元件是否产生锡珠,产生锡珠的原因主要是元件的焊接面氧化物过多.
↑
元件氧化产生的锡渣
4)网对锡珠的影响(焊盘扩散良好的情况):
由于网的厚度超过实际需要或印刷的时候力度不足或PCB固定的方法不正确,会造成锡量过大而产生锡珠一般在元件的中间部位.
可能你的网在大多数元件上是适用的,但在某种元件上是有锡珠产生可通过在哪个位置上开防珠槽来解决问题,通常不会影响焊接品质的.
九其它问题1)锡膏焊接后绝缘阻抗的判定方法:
检测板是用玻璃丝板制成的铜线条0.25mm宽线条长18mm间距0.25mm共计五条一组共计4组(绝缘阻抗应大于DCV1X.),用钢网在线条上印刷锡膏0.13mm厚0.25mm宽,放入回流焊机中(板面温度°C)焊接后取出待板温恢复到室温后,用DCV的绝缘电阻检测仪器选择其中一组进行测试.测试4组并计算平均阻抗应能满足锡膏制造商的承诺.无测试仪器可用直流(V)电工用摇表做简单的判定.
2)有关焊锡的假焊:
假焊判定的原则是锡分子浸入被焊接金属表面小于2.5微米.焊接
试验告诉我们只要锡能在焊盘上扩散90%以上,在元件焊接面能有75度左右的爬升,即达到了锡分子浸入被焊接金属表面2.5微米以上了.
爬升比较好的IC焊点爬升不良的IC焊点
3)IC爬升不良的改善:
适当调整曲线-°C的时间需要加长时间,要等IC的温度也能达到°C锡再熔化即可改善爬升不良
.4)锡没能扩散焊盘90%以上的改善:
改善方法是要使曲线在-°C的时间要有70-秒,能使锡膏有充分的时间消除焊盘的氧化层,从而达到锡能扩散焊盘90%以上的目的.
5)焊锡扩散不平滑
主要是曲线从°C升到°C的时间太长,通常是在15秒内完成.使得锡能迅速熔化形成表面涨力.适当调整上述时间即可解决.
6)元件立起:
主要是温度曲线在-°C段时间短,适当的加长-°C段的
时间即可改善元件立起,由于元件氧化严重也会造成元件立起.
7)焊接IC有连焊
四面焊点之间有连焊
主要原因是锡膏印刷过厚或是贴装IC后有移动造成的,锡膏的印刷必须PCB板下面要平整,架空定位(不是最好的方法需加多支柱)印刷会造成印刷的力量会使PCB局部向下变形,即便是局部变形0.1mm也是锡膏印刷厚的主要原因之一,因为你的网才开0.12-0.13mm厚.人工贴装IC要一次准确不能在板上做过多的移动使IC对准位置,移动能使印刷在IC位置的锡膏架构破坏造成上述连锡(短路)的现象.
8)与印刷方向相同的IC连锡
对面焊点之间有连焊
这种情况要先确定锡膏的印刷是否厚度均匀厚度是否正确,通常有经验的开网商要了解你的印刷方向,应为在同一IC位置由于印刷方向不同横竖的网孔印刷的锡膏量是有差异的自然现象,会造成印刷方向的IC焊接连锡(短路),如果你的印刷方式正确厚度均匀那就请开网商在有连锡的方向将网孔宽度开窄(长度不变)5%-8%即可改善.
9)焊点有锡渣:
焊点周边产生的锡渣
这种现象先要判定排除PCB和元件的氧化问题,通常要改善温度曲线°C-°C的时间.这种现象几乎是锡不能迅速熔化造成的,最好是加快曲线的爬升速度即可改善.
10)焊点松香起泡:
这种情况常出现在非纤维板或纤维较少的板上,其原因是由于这类板的树脂较多,其中某些成份在高温下能释放微弱的气体,松香没凝固前将松香吹起气泡.只要减少曲线后段的时间和降低一点温度即可改善(可能不能完全消除但会减少很多).
11)关于清洗不净
通常免洗锡膏是不用清洗的,它焊接后的遗留物是不会影响电气性能.有些板为了有更良好的外观或出于其它技术需要,必须清洗去PCB焊接元件后的遗留物.
清洗干净的PCB没清洗干净的PCB
并不是所有制造商生产的锡膏焊接遗留物都能清洗掉,这与锡膏的化学配方有关,同样是免洗锡膏有的确无法正常清洗.当您必须清洗就要考虑锡膏的生产厂家了.
12)焊点外观正常只是不光亮或有尘点:
焊点不光亮改善后的焊点
主要原因是某些PCB焊盘上的金属杂质或镀层金属,在高温的情况下有微弱逃逸,它们比重轻会在焊锡熔化的时候漂浮在锡的表面.只要采用含银2%的锡膏会有很好的改善,银金属可使它们减少或不漂浮在焊点的表面.
13)修复IC焊点要加助焊剂的原因:
近年来由于推行欧盟SGS的规范,卤化物(无机酸的一种)已经受到严格的限制,由于这种物质不会在焊接的高温下气化离开焊点,会造成焊点的原电池短路效应使焊点氧化造成电路板的不可靠,还可造成周边环境的污染.由于目前符合规范的锡膏内采用可在焊接的同时气化而离开焊点的有机酸,当你的IC与锡膏通过回流焊机的时候锡膏中的有机酸已经气化了.所以在修复IC的时候需在焊点上加涂一点助焊剂(SMT修焊专用)来补充焊接活性,才能有利于焊锡的流动,焊接后清洗干净不便清洗的PCB请在修焊的地方吹°C的热风5-10秒,目的是使助焊剂的有机酸彻底气化,免除焊点绝缘阻抗和氧化的问题.
14)元件偏位:
偏位元件改善后的元件位置
首先确认你的焊盘印刷的锡膏量要基本相同、焊盘大小也应该相同、并无过线孔及其它焊盘的干扰.主要原因是曲线-°C爬升时间长焊点形成表面涨力慢,没有足够的能量将元件拉正.只要加快-°C爬升速度就应该能得到改善.
15)重新回流焊接:
首先确认你的焊接温度曲线是正常的,主要是在第一次过回流焊温度没能到达预定的温度,由于锡膏中的活力已经消失再过温度符合要求的回流焊机也不能正常焊接好(过去重新过回流焊可能是可以焊接好的,那是原来的锡膏中有无机酸的成份不在高温下气化).改善的措施必须到达温度后焊接PCB,已经出现问题的板可喷无残留的环保助焊剂来补充锡膏的活力再焊接,是可以补救而不留痕迹、不影响电气性能及外观的.
16)回流焊机的设置温度与PCB板面的实际温度差异的原因
设置温度与PCB板面实际温度的偏差与设备本身的结构及焊接速度有直接关系,一般的回流焊的结构设计温度传感器在的加热器下面.虽然设置了热风回流部件只能作到温区内的温度更均匀,而传感器检测到的温度确是PCB与加热器之间的温度,所以显示出的温度往往比PCB的实际温度要高并不是PCB的实际温度.
十根据温度记录绘温度时间曲线图:
当然下图不是理想的标准温度曲线图,只是用六-2)-B的测试方法,每十秒测试一次的温度记录并在坐标纸上点出时间温度的演示,这样你能得到一张能分析问题的曲线图.
欢迎您共同关心讨论SMT的焊接问题,本文是由我个人编译整理的提供您参考.由于水平有限可能有些文字和数据存在错误敬请原谅.谢谢您祝您工作顺利
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