Terugvloeiend solderen - Een oplossing voor problemen met tinperlen, verticale platen, bruggen, zuigwerk en blaren van lasfolie

Reflow solderen is onderverdeeld in hoofdfouten, secundaire fouten en oppervlaktedefecten. Elke fout die de functie van SMA uitschakelt, wordt een hoofdfout genoemd; Secundaire fouten verwijzen naar de bevochtigbaarheid tussen soldeerverbindingen is goed, veroorzaakt geen verlies van SMA-functie, maar heeft het effect dat de levensduur van het product defecten kan zijn; Oppervlaktedefecten zijn die welke de functie en levensduur van het product niet beïnvloeden. Het wordt beïnvloed door vele parameters, zoals soldeerpasta, pasta-nauwkeurigheid en lasproces. In ons SMT-procesonderzoek en -productie weten we dat redelijke oppervlaktemontagetechnologie een cruciale rol speelt bij het beheersen en verbeteren van de kwaliteit van SMT-producten.

De tinnen kraal (of soldeerbal) die verschijnt bij reflow solderen, is vaak verborgen tussen de zijkant of de fijn verdeelde pinnen tussen de twee uiteinden van het rechthoekige chip-element. In het componentverbindingsproces wordt de soldeerpasta tussen de pin van het chipcomponent en de pad geplaatst. Wanneer de printplaat door de reflow-oven gaat, smelt de soldeerpasta tot een vloeistof. Als de vloeibare soldeerdeeltjes niet goed bevochtigd worden met de pad en de apparaatpin, enz., kunnen de vloeibare soldeerdeeltjes niet worden samengevoegd tot een soldeerverbinding. Een deel van het vloeibare soldeer zal uit de lasnaad stromen en tinnen kralen vormen. Daarom is de slechte bevochtigbaarheid van het soldeer met de pad en de apparaatpin de hoofdoorzaak van de vorming van tinnen kralen. Soldeerpasta in het printproces, door de offset tussen de sjabloon en de pad, als de offset te groot is, zal dit ervoor zorgen dat de soldeerpasta buiten de pad stroomt, en het is gemakkelijk om tinnen kralen te laten verschijnen na het verwarmen. De druk van de Z-as in het montageproces is een belangrijke reden voor tinnen kralen, waar vaak geen aandacht aan wordt besteed. Sommige bevestigingsmachines worden gepositioneerd op basis van de dikte van het component, omdat de Z-as-kop zich bevindt op basis van de dikte van het component, waardoor het component aan de PCB wordt bevestigd en de tinbud naar de buitenkant van de lasplaat wordt geëxtrudeerd. In dit geval is de grootte van de geproduceerde tinnen kraal iets groter en kan de productie van de tinnen kraal meestal worden voorkomen door eenvoudigweg de Z-ashoogte opnieuw aan te passen.

Er zijn veel redenen voor slechte soldeerbevochtigbaarheid, de volgende hoofdanalyse en gerelateerde procesgerelateerde oorzaken en oplossingen:

1. Onjuiste instelling van de terugstroomtemperatuurcurve. De terugstroom van de soldeerpasta is gerelateerd aan temperatuur en tijd, en als er onvoldoende temperatuur of tijd wordt bereikt, zal de soldeerpasta niet terugstromen. De temperatuur in de voorverwarmingszone stijgt te snel en de tijd is te kort, zodat het water en het oplosmiddel in de soldeerpasta niet volledig verdampen, en wanneer ze de reflow-temperatuurzone bereiken, koken het water en het oplosmiddel de tinnen kralen uit. De praktijk heeft bewezen dat het ideaal is om de temperatuurstijgingssnelheid in de voorverwarmingszone te regelen op 1 ~ 4℃/S.
2. Als er altijd tinnen kralen op dezelfde positie verschijnen, is het noodzakelijk om de metalen sjabloonontwerpstructuur te controleren. De corrosienauwkeurigheid van de sjabloonopeningsgrootte kan niet aan de eisen voldoen, de grootte van de pad is te groot en het oppervlaktemateriaal is zacht (zoals een kopersjabloon), wat ervoor zorgt dat de externe omtrek van de gedrukte soldeerpasta onduidelijk is en met elkaar verbonden is, wat meestal voorkomt bij het printen van pads van fijn verdeelde apparaten, en onvermijdelijk een groot aantal tinnen kralen tussen de pinnen veroorzaakt na reflow. Daarom moeten geschikte sjabloonmaterialen en het maken van sjablonen worden geselecteerd op basis van de verschillende vormen en hartafstanden van pad-afbeeldingen om de printkwaliteit van soldeerpasta te garanderen.
3. Als de tijd van de patch tot reflow solderen te lang is, zal de oxidatie van de soldeerdeeltjes in de soldeerpasta ervoor zorgen dat de soldeerpasta niet terugstroomt en tinnen kralen produceert. Het kiezen van een soldeerpasta met een langere levensduur (meestal minimaal 4 uur) zal dit effect verminderen.
4. Bovendien wordt de verkeerd afgedrukte printplaat van soldeerpasta niet voldoende gereinigd, waardoor de soldeerpasta op het oppervlak van de printplaat blijft en door de lucht gaat. Vervorm de gedrukte soldeerpasta bij het bevestigen van componenten vóór reflow solderen. Dit zijn ook de oorzaken van tinnen kralen. Daarom moet de verantwoordelijkheid van operators en technici in het productieproces worden versneld, strikt worden voldaan aan de procesvereisten en operationele procedures voor de productie en de kwaliteitscontrole van het proces worden versterkt.

De belangrijkste reden voor dit fenomeen is dat de twee uiteinden van het component niet gelijkmatig worden verwarmd en dat de soldeerpasta achtereenvolgens smelt. Ongelijke verwarming aan beide uiteinden van het component wordt veroorzaakt in de volgende omstandigheden:

1. De componentopstellingsrichting is niet correct ontworpen. We stellen ons voor dat er een reflow-limietlijn over de breedte van de reflow-oven loopt, die smelt zodra de soldeerpasta erdoorheen gaat. Het ene uiteinde van het rechthoekige chip-element gaat eerst door de reflow-limietlijn en de soldeerpasta smelt eerst, en het metalen oppervlak van het uiteinde van het chip-element heeft vloeibare oppervlaktespanning. Het andere uiteinde bereikt niet de vloeibare fasetemperatuur van 183 ° C, de soldeerpasta is niet gesmolten en alleen de bindingskracht van de flux is veel kleiner dan de oppervlaktespanning van de reflow-soldeerpasta, zodat het uiteinde van het ongesmolten element rechtop staat. Daarom moeten beide uiteinden van het component tegelijkertijd de reflow-limietlijn binnengaan, zodat de soldeerpasta op de twee uiteinden van de pad tegelijkertijd smelt, waardoor een evenwichtige vloeibare oppervlaktespanning ontstaat en de positie van het component ongewijzigd blijft.
2. Onvoldoende voorverwarming van printplaatcomponenten tijdens gasfase-lassen. De gasfase is het gebruik van inert vloeibaar dampcondensatie op de componentpin en PCB-pad, warmte afgeven en de soldeerpasta smelten. Het gasfase-lassen is verdeeld in de evenwichtszone en de stoomzone, en de lastemperatuur in de verzadigde stoomzone is zo hoog als 217 ° C. In het productieproces ontdekten we dat als het lascomponent niet voldoende wordt voorverwarmd en de temperatuurverandering boven de 100 ° C, de vergassingskracht van het gasfase-lassen gemakkelijk het chipcomponent van de pakketgrootte van minder dan 1206 kan laten drijven, wat resulteert in het verticale bladfenomeen. Door het gelaste component voor te verwarmen in een hoge- en lage temperatuurbox bij 145 ~ 150℃ gedurende ongeveer 1 ~ 2 minuten en uiteindelijk langzaam de verzadigde stoomzone binnen te gaan om te lassen, werd het fenomeen van het staan van het blad geëlimineerd.
3. De impact van de pad-ontwerpkwaliteit. Als een paar pad-grootte van het chip-element verschillend of asymmetrisch is, zal dit ook veroorzaken dat de hoeveelheid gedrukte soldeerpasta inconsistent is, de kleine pad reageert snel op de temperatuur en de soldeerpasta erop smelt gemakkelijk, de grote pad is het tegenovergestelde, dus wanneer de soldeerpasta op de kleine pad smelt, wordt het component rechtgetrokken onder de werking van de oppervlaktespanning van de soldeerpasta. De breedte of de opening van de pad is te groot en het bladstaande fenomeen kan ook optreden. Het ontwerp van de pad in strikte overeenstemming met de standaardspecificatie is de voorwaarde om het defect op te lossen.

Bruggen is ook een van de veelvoorkomende defecten in SMT-productie, die kortsluitingen tussen componenten kunnen veroorzaken en gerepareerd moeten worden wanneer de brug wordt aangetroffen.

1. Het soldeerpasta-kwaliteitsprobleem is dat het metaalgehalte in de soldeerpasta hoog is, vooral nadat de printtijd te lang is, het metaalgehalte gemakkelijk toeneemt; De viscositeit van de soldeerpasta is laag en stroomt na voorverwarming uit de pad. Slechte inzinking van soldeerpasta, na voorverwarming naar de buitenkant van de pad, zal leiden tot IC-pinbrug.
2. De printpers van het printsysteem heeft een slechte herhaalnauwkeurigheid, ongelijke uitlijning en soldeerpasta-afdrukken op koperplatina, wat meestal wordt gezien bij de productie van fijn verdeelde QFP; De stalen plaatuitlijning is niet goed en PCB-uitlijning is niet goed en de stalen plaatvenstergrootte/dikte-ontwerp is niet uniform met de PCB-pad-ontwerp-legeringscoating, wat resulteert in een grote hoeveelheid soldeerpasta, wat binding zal veroorzaken. De oplossing is om de printpers aan te passen en de PCB-pad-coatinglaag te verbeteren.
3. De plakdruk is te groot en het weken van de soldeerpasta na druk is een veelvoorkomende reden in de productie en de Z-ashoogte moet worden aangepast. Als de nauwkeurigheid van de patch niet voldoende is, wordt het component verschoven en wordt de IC-pin vervormd, dan moet dit om die reden worden verbeterd.
4. De voorverwarmingssnelheid is te hoog en het oplosmiddel in de soldeerpasta is te laat om te verdampen.

Het kern-trekkende fenomeen, ook wel het kern-trekkende fenomeen genoemd, is een van de veelvoorkomende lasdefecten, die vaker voorkomen bij dampfase-reflow-lassen. Het kernzuigfenomeen is dat het soldeer van de pad langs de pin en het chiplichaam wordt gescheiden, wat een ernstig virtueel lasfenomeen zal vormen. De reden wordt meestal beschouwd als de grote thermische geleidbaarheid van de originele pin, de snelle temperatuurstijging, zodat het soldeer de voorkeur heeft om de pin te bevochtigen, de bevochtigingskracht tussen het soldeer en de pin veel groter is dan de bevochtigingskracht tussen het soldeer en de pad, en het opkrullen van de pin zal het optreden van het kernzuigfenomeen verergeren. Bij infrarood reflow-lassen zijn PCB-substraat en soldeer in de organische flux een uitstekend infraroodabsorptiemedium en de pin kan infrarood gedeeltelijk reflecteren, daarentegen smelt het soldeer bij voorkeur, de bevochtigingskracht met de pad is groter dan de bevochtiging tussen het en de pin, dus het soldeer zal langs de pin stijgen, de kans op kernzuigfenomeen is veel kleiner. De oplossing is: bij het dampfase-reflow-lassen moet de SMA eerst volledig worden voorverwarmd en vervolgens in de dampfase-oven worden geplaatst; De lasbaarheid van de PCB-pad moet zorgvuldig worden gecontroleerd en gegarandeerd, en PCB's met een slechte lasbaarheid mogen niet worden toegepast en geproduceerd; De coplanariteit van componenten kan niet worden genegeerd en apparaten met een slechte coplanariteit mogen niet in productie worden gebruikt.

Na het lassen zullen er lichtgroene bellen rond de afzonderlijke soldeerverbindingen zijn, en in ernstige gevallen zal er een bel zijn ter grootte van een spijker, wat niet alleen de uiterlijke kwaliteit beïnvloedt, maar in ernstige gevallen ook de prestaties beïnvloedt, wat een van de problemen is die vaak voorkomen in het lasproces. De hoofdoorzaak van het schuimen van de lasweerstandsfilm is de aanwezigheid van gas/waterdamp tussen de lasweerstandsfilm en het positieve substraat. Sporen van gas/waterdamp worden naar verschillende processen gevoerd en wanneer hoge temperaturen worden aangetroffen, leidt gasexpansie tot de delaminatie van de soldeerweerstandsfilm en het positieve substraat. Tijdens het lassen is de temperatuur van de pad relatief hoog, dus de bellen verschijnen eerst rond de pad. Nu moet het verwerkingsproces vaak worden gereinigd, gedroogd en vervolgens het volgende proces uitvoeren, zoals na het etsen, moet worden gedroogd en vervolgens de soldeerweerstandsfilm plakken, op dit moment als de droogtemperatuur niet voldoende is, zal waterdamp in het volgende proces worden meegenomen. De PCB-opslagomgeving is niet goed vóór de verwerking, de luchtvochtigheid is te hoog en het lassen wordt niet op tijd gedroogd; In het golfsoldeerproces gebruiken vaak een waterhoudende fluxweerstand, als de PCB-voorverwarmingstemperatuur niet voldoende is, zal de waterdamp in de flux de binnenkant van het PCB-substraat binnengaan langs de gatwand van het doorlopende gat, en de waterdamp rond de pad zal eerst binnengaan, en deze situaties zullen bellen produceren na het tegenkomen van een hoge lastemperatuur.

De oplossing is:

1. Alle aspecten moeten strikt worden gecontroleerd, de gekochte PCB moet na opslag worden geïnspecteerd, meestal onder standaard omstandigheden, er mag geen belverschijnsel zijn.
2. PCB moet worden opgeslagen in een geventileerde en droge omgeving, de opslagperiode is niet langer dan 6 maanden;
3. PCB moet vóór het lassen in de oven worden voorverwarmd 105℃/4H ~ 6H;