貼片工廠錫珠產生原因及改善方法
如今,SMT貼片組裝技術由于其貼片元件體積小、低成本、高可靠性等優(yōu)點在電子行業(yè)和電子產品中的應用越來越廣泛。
很多貼片工廠會發(fā)現(xiàn),在生產過程中經常會有錫珠產生,錫珠不但影響電子產品的外觀,更重要的是在產品應用過程中錫珠有可能脫落,造成組件短路,嚴重影響電子產品的質量。所以,我們有必要弄清錫珠產生的原因,并在SMT組裝過程中對其進行有效的控制,盡量減少錫珠的產生,最終提高電子產品的可靠性。
錫珠產生的原因
在印刷和貼片后,一些錫膏有可能因為坍塌或者受到擠壓等原因超出焊盤范圍,緊接著,回流焊接時,這些超出焊盤外的錫膏無法和焊盤上的錫膏熔融在一起,便在元件側面或焊盤、引腳等附近獨立出來,由于表面張力的作用,這些獨立出來的錫膏會聚成球狀,冷卻形成錫珠。
在具體生產過程中,很多生產細節(jié)和工藝設置都會形成錫珠,我們將從材料和工藝兩方面進行總結。
材料方面:
③ 焊劑過多或活性溫度低;
④ 錫粉氧化或顆粒不均勻;
�、� PCB焊盤間距��;
�、� 刮刀材質輕度小或變形;
⑦ 鋼網孔壁不平滑,有毛刺;
⑧ 焊盤及元件可焊性差;
�、� 錫膏吸潮或有水分。
工藝方面:
�、� 錫量過多;
�、� 鋼網與PCB接觸面有錫膏殘留;
�、� 熱量不平衡或爐溫設置不當;
④ 貼片壓力過大;
�、� PCB與鋼網印刷間隙過大;
⑥ 刮刀角度��;
�、� 鋼網孔間距小或開口比率不合適;
�、� 錫膏使用前未進行正確的回溫;
�、� 人為、設備、環(huán)境等其他因素。
減少錫珠的方法
找到了造成錫珠的原因,就要找到解決問題的方法。方法都是在不斷的實踐中找到的,作為一家有著14年電子組裝生產經驗的公司,迅得的技術團隊一直在不斷尋求電子產品高品質、高可靠性的生產方法,總結了以下幾個方法。
選擇合適的錫膏
選擇什么樣的錫膏對焊接質量起著直接影響。一旦選擇不適合產品工藝要求的錫膏,那么就會導致錫珠的產生。錫膏中金屬的含量、金屬顆粒大小、氧化度和印刷到焊盤上的厚度都是導致錫珠產生的危險因素。在正式批量使用前,可以對錫膏進行試用,如果印刷效果能夠達到標準,那么可以使用;如果不能達到標準,那么就需要考慮更換錫膏。
根據(jù)迅得生產經驗,使用金屬含量高的錫膏會有效降低錫珠的產生。因為金屬含量高意味著錫膏粘度高,能夠有效地抵抗預熱過程中汽化產生的力。而且,金屬含量增加了,金屬粉末的排列會變得更加緊密,在錫膏融化時不易被吹散。
錫膏的金屬氧化度應控制在0.05%以下,金屬氧化度越高,可焊性越低,發(fā)生錫珠的機會就越多,因此,錫膏金屬氧化度需要嚴格控制。相應地,錫膏中粉末的顆粒越小,錫膏的總體表面積就會越大,那么金屬氧化度也會升高,更容易引起錫珠的產生。
焊盤上錫膏的厚度要嚴格控制,通常在0.1mm到0.2mm之間,錫膏過厚會促進錫珠的產生。而錫膏在焊盤上的厚度又與刮刀角度、刮刀移動速度和力度都有關,必須要合理地控制這些因素,這樣才能得到合適的錫膏厚度。
錫膏中的助焊劑的量需要控制在合適的范圍內,助焊劑太多,錫膏的局部會塌落,容易產生錫珠。如果助焊劑的活性太低,其去氧化能力變弱,也會產生錫珠。
除此之外,錫膏的儲存和使用條件也需要特別注意。一般情況下,錫膏應儲存在0到10℃的條件下,使用之前,要在室溫回溫,充分回溫前,是絕對不能將錫膏的蓋子打開的。
合理設計鋼網開口
對于鋼網,要正確選擇鋼網厚度,嚴格控制鋼網的開口比例。鋼網厚度應根據(jù)PCB板上引腳間距最小的器件確定,優(yōu)先選擇較薄的鋼網,盡量不去選擇較厚的鋼網。這樣可以有效地降低錫珠發(fā)生的可能性。
鋼網開口形狀和開口大小不恰當也會引起錫珠。適當減小鋼網開口大小可以有效地減少錫珠的產生。除此以外,鋼網的清洗質量要不斷提高,這樣有利于提高錫膏印刷質量,印刷質量提高了,后續(xù)的貼片、焊接過程中就不易產生缺陷。及時清潔鋼網有利于去掉PCB板表面殘留錫膏,這樣能夠防止錫珠的產生。
提高器件和焊盤的可焊性
器件和焊盤的可焊性對錫珠產生有著直接的影響。如果器件和焊盤的可焊性不佳,也會產生造成錫珠產生,所以,需要確保器件和PCB的來料質量。
優(yōu)化焊接溫度曲線
無論錫珠的產生與上文的諸多因素相關,但最終產生都是在焊接過后,所以,焊接時的溫度變化曲線在控制錫珠的過程中起到了十分關鍵的作用。回流焊接的溫度需要經過四個溫區(qū),預熱、升溫、回流、冷卻。為了防止錫珠的產生,在預熱階段,溫度上升不能太快,升溫速度需要控制在2℃/秒以下,否則,容易引起錫膏坍塌或飛濺,形成錫珠。同樣的道理也適用于之后的步驟,總之,回流焊爐的溫度必須要好好控制,避免溫度上升太快,造成焊接缺陷。
其它措施
很多貼片工廠會發(fā)現(xiàn),在生產過程中經常會有錫珠產生,錫珠不但影響電子產品的外觀,更重要的是在產品應用過程中錫珠有可能脫落,造成組件短路,嚴重影響電子產品的質量。所以,我們有必要弄清錫珠產生的原因,并在SMT組裝過程中對其進行有效的控制,盡量減少錫珠的產生,最終提高電子產品的可靠性。
錫珠產生的原因
在印刷和貼片后,一些錫膏有可能因為坍塌或者受到擠壓等原因超出焊盤范圍,緊接著,回流焊接時,這些超出焊盤外的錫膏無法和焊盤上的錫膏熔融在一起,便在元件側面或焊盤、引腳等附近獨立出來,由于表面張力的作用,這些獨立出來的錫膏會聚成球狀,冷卻形成錫珠。
在具體生產過程中,很多生產細節(jié)和工藝設置都會形成錫珠,我們將從材料和工藝兩方面進行總結。
材料方面:
�、� 錫膏觸變系數(shù)��;
③ 焊劑過多或活性溫度低;
④ 錫粉氧化或顆粒不均勻;
�、� PCB焊盤間距��;
�、� 刮刀材質輕度小或變形;
⑦ 鋼網孔壁不平滑,有毛刺;
⑧ 焊盤及元件可焊性差;
�、� 錫膏吸潮或有水分。
工藝方面:
�、� 錫量過多;
�、� 鋼網與PCB接觸面有錫膏殘留;
�、� 熱量不平衡或爐溫設置不當;
④ 貼片壓力過大;
�、� PCB與鋼網印刷間隙過大;
⑥ 刮刀角度��;
�、� 鋼網孔間距小或開口比率不合適;
�、� 錫膏使用前未進行正確的回溫;
�、� 人為、設備、環(huán)境等其他因素。
減少錫珠的方法
找到了造成錫珠的原因,就要找到解決問題的方法。方法都是在不斷的實踐中找到的,作為一家有著14年電子組裝生產經驗的公司,迅得的技術團隊一直在不斷尋求電子產品高品質、高可靠性的生產方法,總結了以下幾個方法。
選擇合適的錫膏
選擇什么樣的錫膏對焊接質量起著直接影響。一旦選擇不適合產品工藝要求的錫膏,那么就會導致錫珠的產生。錫膏中金屬的含量、金屬顆粒大小、氧化度和印刷到焊盤上的厚度都是導致錫珠產生的危險因素。在正式批量使用前,可以對錫膏進行試用,如果印刷效果能夠達到標準,那么可以使用;如果不能達到標準,那么就需要考慮更換錫膏。
根據(jù)迅得生產經驗,使用金屬含量高的錫膏會有效降低錫珠的產生。因為金屬含量高意味著錫膏粘度高,能夠有效地抵抗預熱過程中汽化產生的力。而且,金屬含量增加了,金屬粉末的排列會變得更加緊密,在錫膏融化時不易被吹散。
錫膏的金屬氧化度應控制在0.05%以下,金屬氧化度越高,可焊性越低,發(fā)生錫珠的機會就越多,因此,錫膏金屬氧化度需要嚴格控制。相應地,錫膏中粉末的顆粒越小,錫膏的總體表面積就會越大,那么金屬氧化度也會升高,更容易引起錫珠的產生。
焊盤上錫膏的厚度要嚴格控制,通常在0.1mm到0.2mm之間,錫膏過厚會促進錫珠的產生。而錫膏在焊盤上的厚度又與刮刀角度、刮刀移動速度和力度都有關,必須要合理地控制這些因素,這樣才能得到合適的錫膏厚度。
錫膏中的助焊劑的量需要控制在合適的范圍內,助焊劑太多,錫膏的局部會塌落,容易產生錫珠。如果助焊劑的活性太低,其去氧化能力變弱,也會產生錫珠。
除此之外,錫膏的儲存和使用條件也需要特別注意。一般情況下,錫膏應儲存在0到10℃的條件下,使用之前,要在室溫回溫,充分回溫前,是絕對不能將錫膏的蓋子打開的。
合理設計鋼網開口
對于鋼網,要正確選擇鋼網厚度,嚴格控制鋼網的開口比例。鋼網厚度應根據(jù)PCB板上引腳間距最小的器件確定,優(yōu)先選擇較薄的鋼網,盡量不去選擇較厚的鋼網。這樣可以有效地降低錫珠發(fā)生的可能性。
鋼網開口形狀和開口大小不恰當也會引起錫珠。適當減小鋼網開口大小可以有效地減少錫珠的產生。除此以外,鋼網的清洗質量要不斷提高,這樣有利于提高錫膏印刷質量,印刷質量提高了,后續(xù)的貼片、焊接過程中就不易產生缺陷。及時清潔鋼網有利于去掉PCB板表面殘留錫膏,這樣能夠防止錫珠的產生。
提高器件和焊盤的可焊性
器件和焊盤的可焊性對錫珠產生有著直接的影響。如果器件和焊盤的可焊性不佳,也會產生造成錫珠產生,所以,需要確保器件和PCB的來料質量。
優(yōu)化焊接溫度曲線
無論錫珠的產生與上文的諸多因素相關,但最終產生都是在焊接過后,所以,焊接時的溫度變化曲線在控制錫珠的過程中起到了十分關鍵的作用。回流焊接的溫度需要經過四個溫區(qū),預熱、升溫、回流、冷卻。為了防止錫珠的產生,在預熱階段,溫度上升不能太快,升溫速度需要控制在2℃/秒以下,否則,容易引起錫膏坍塌或飛濺,形成錫珠。同樣的道理也適用于之后的步驟,總之,回流焊爐的溫度必須要好好控制,避免溫度上升太快,造成焊接缺陷。
其它措施
錫膏對溫度和濕度的要求特別高,溫度過高,錫膏粘度會下降,容易產生坍塌,產生錫珠。而且,錫膏容易吸收水分,這樣在焊接的過程中容易發(fā)生飛濺,產生錫膏。所以,必須要嚴格控制組裝車間溫度,通常情況下,溫度設置在18℃到28℃之間,相對濕度設置在40%到70%之間。
江西英特麗電子科技有限公司成立于2016年5月,公司總部位于江西省撫州市臨川高新科技產業(yè)園。公司自主研發(fā)直流及交流充電樁,以及儲能類產品,同時也為新能源和工業(yè)行業(yè)提供一站式的EMS服務. 現(xiàn)有30,000平方米的廠房面積,24條SMT產線,8條插件線,4條波峰焊線,8條組裝線,4條包裝線,總投資10個億,配備先進完善的數(shù)字化管理體系,致力于打造充電行業(yè)及儲能行業(yè)的優(yōu)秀ODM,及EMS工業(yè)4.0智慧工廠。
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