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PCBA技術

PCBA技術 - PCBA代工中常見問題及解決方案

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PCBA技術 - PCBA代工中常見問題及解決方案

PCBA代工中常見問題及解決方案
2023-08-10
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Author:iPCB      分享文章

在製造PCBA時,經常會碰到一些PCBA不良品,作為PCBA代工廠,iPCB根據經驗,總結一些PCBA代工中常見問題及解決方案:


錫珠

a.在印刷工藝中由於範本與焊盤對中偏移導致焊膏流到焊盤外:

1.跟進焊盤、元件引脚和錫膏是否氧化;

2.調整範本開口與焊盤精確對位;

在元器件貼裝過程中,焊膏被置放於片式元件的引脚與焊盤之間,如果焊盤和元件引脚潤濕不良(可焊性差),液態焊料會收縮而使焊縫不充分,所有焊料顆粒不能聚合成一個焊點。 部分液態焊料會從焊縫流出,形成錫珠。


b.貼片過程中Z軸的壓力過太瞬間將錫膏擠壓到焊盤外:

1.精確調整Z軸壓力;


c.加熱速度過快,時間過短焊膏內部水分和溶劑未能完全揮發出來,到達回流焊接區時引起溶劑、水分沸騰,濺出錫珠:

1.調整預熱區活化區溫度上升速度。


d.範本開口尺寸及輪廓不清晰:

1.檢查範本開口及輪廓是否清晰,必要時需更換範本。


PCBA

PCBA


立碑(曼哈頓現象)

立碑是由於回流焊過程中CHIP元件兩端焊盤上錫膏的表面張力不平衡所致,其表現為元器件部分地或完全地豎起,俗稱為墓碑現象(Tomb Stone Effect)或吊橋現象(Draw-bridging Effect)、 曼哈頓現象(Manhattan Effect,指紐約曼哈頓區之大樓林立現象。曼哈頓由於地質原因,特別適合建高樓,整個曼哈頓聳立著超過5500棟高樓,其中35棟超過了200米,是世界上最大的摩天大樓集中區。擁有紐約標誌性的帝國大廈、洛克菲勒中心、克萊斯勒大廈、大都會人壽保險塔樓等建築。), 元件體積越小越容易發生。 特別是1005或更小的0603貼片元件生產中,很難消除立碑現象。


墓碑現象和吊橋現象比較直觀,容易理解,而曼哈頓現象這看起來有點晦澀,早期的PCBA文獻翻譯者可能因為曼哈頓現象這個詞看起來比較炫,所以用的比較多,以致現在很多人不知所以然。


下麵將就一些主要因素作簡要分析:

a.預熱期

當預熱溫度設定較低、預熱時間設定較短,元件兩端焊膏不同時熔化的概率就大大新增,從而導致兩端張力不平衡形成“立碑”,囙此要正確設定預熱期工藝參數。 根據柏瑞安的經驗,預熱溫度一般150+ 10℃,時間為60-90秒左右。


b.焊盤尺寸

設計片狀電阻、電容焊盤時,應嚴格保持其全面的對稱性,即焊盤圖形的形狀與尺寸應完全一致,以保證焊膏熔融時,作用於元件上焊點的合力為零,以利於形成理想的焊點。 設計是製造過程的第一步,焊盤設計不當可能是元件豎立的主要原因。 具體的焊盤設計標準可參閱IPC-782《表面貼裝設計與焊盤佈局標準入事實上,超過元件太多的焊盤可能允許元件在焊錫濕潤過程中滑動,從而導致把元件拉出焊盤的一端。

對於小型片狀元件,為元件的一端設計不同的焊盤尺寸,或者將焊盤的一端連接到地線板上,也可能導致元件豎立。 不同焊盤尺寸的的使用可能造成不平衡的焊盤加熱和錫膏流動時間。 在回流期間,元件簡直是飄浮在液體的焊錫上,當焊錫固化時達到其最終位置。 焊盤上不同的濕潤力可能造成附著力的缺乏和元件的旋轉。 在一些情况中,延長液化溫度以上的時間可以减少元件豎立。


c.焊膏厚度

當焊膏厚度變小時,立碑現象就會大幅减小。 這是由於:

1.焊膏較薄,焊膏熔化時的表面張力隨之减小。

2.焊膏變薄,整個焊盤熱容量减小,兩個焊盤上焊膏同時熔化的概率大大新增。 焊膏厚度是由範本厚度决定的,錶2是使用0.1mm與0.2mm厚範本的立碑現象比較,採用的是1608元件。 一般在使用1608以下元件時,推薦採用0.15mm以下範本。

常見PCBA問題形成及解決方案常見PCBA問題形成及解決方案


d.貼裝偏移

一般情况下,貼裝時產生的元件偏移,在回流過程中會由於焊膏熔化時的表面張力拉動元件而自動糾正,我們稱之為“自我調整”,但偏移嚴重,拉動反而會使元件立起產生“立碑”現象。 這是因為:

1.與元件接觸較多的焊錫端得到更多熱容量,從而先熔化。

2.元件兩端與焊膏的粘力不同。 所以應調整好元件的貼片精度,避免產生較大的貼片偏差。


e.元件重量

較輕的元件“立碑”現象的發生率較高,這是因為不均衡的張力可以很容易地拉動元件。 所以在選取元件時如有可能,應優先選擇尺寸重量較大的元件。

焊接缺陷還有很多,本文列舉的只是2種最為常見的缺陷。 解决這些焊接缺陷的措施也很多,但往往相互制約。 如提高預熱溫度可有效消除立碑,但卻有可能因為加熱速度變快而產生大量的焊錫球。 囙此在解决這些問題時應從多個方面進行考慮,選擇一個折衷方案,這一點在實際工作中我們應切記。


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