Επιστροφή της συγκόλλησης - Μια λύση για τα προβλήματα που εμφανίζονται με τα κοσμήματα από κασσίτερο, τα κατακόρυφα φύλλα, τις γέφυρες, την αναρρόφηση και τη φουσκώδη συγκόλληση ταινίας

Η συγκόλληση με επαναροή χωρίζεται σε κύρια ελαττώματα, δευτερεύοντα ελαττώματα και επιφανειακά ελαττώματα. Οποιοδήποτε ελάττωμα που απενεργοποιεί τη λειτουργία του SMA ονομάζεται κύριο ελάττωμα. Τα δευτερεύοντα ελαττώματα αναφέρονται στην καλή διαβρεξιμότητα μεταξύ των αρμών συγκόλλησης, δεν προκαλούν απώλεια της λειτουργίας SMA, αλλά έχουν την επίδραση της διάρκειας ζωής του προϊόντος μπορεί να είναι ελαττώματα. Τα επιφανειακά ελαττώματα είναι αυτά που δεν επηρεάζουν τη λειτουργία και τη διάρκεια ζωής του προϊόντος. Επηρεάζεται από πολλές παραμέτρους, όπως πάστα συγκόλλησης, ακρίβεια πάστας και διαδικασία συγκόλλησης. Στην έρευνα και την παραγωγή της διαδικασίας SMT, γνωρίζουμε ότι η λογική τεχνολογία επιφανειακής συναρμολόγησης διαδραματίζει ζωτικό ρόλο στον έλεγχο και τη βελτίωση της ποιότητας των προϊόντων SMT.

Η χάντρα κασσίτερου (ή σφαιρίδιο συγκόλλησης) που εμφανίζεται στη συγκόλληση με επαναροή συχνά κρύβεται μεταξύ της πλευράς ή των λεπτών ακίδων μεταξύ των δύο άκρων του ορθογώνιου στοιχείου τσιπ. Στη διαδικασία συγκόλλησης εξαρτημάτων, η πάστα συγκόλλησης τοποθετείται μεταξύ της ακίδας του εξαρτήματος τσιπ και του pad. Καθώς η τυπωμένη πλακέτα διέρχεται από το φούρνο επαναροής, η πάστα συγκόλλησης λιώνει σε υγρό. Εάν τα σωματίδια υγρού συγκόλλησης δεν βρέχονται καλά με το pad και την ακίδα της συσκευής κ.λπ., τα σωματίδια υγρού συγκόλλησης δεν μπορούν να συγκεντρωθούν σε έναν αρμό συγκόλλησης. Μέρος του υγρού συγκόλλησης θα ρέει έξω από τη συγκόλληση και θα σχηματίσει χάντρες κασσίτερου. Επομένως, η κακή διαβρεξιμότητα της συγκόλλησης με το pad και την ακίδα της συσκευής είναι η βασική αιτία του σχηματισμού χαντρών κασσίτερου. Η πάστα συγκόλλησης στη διαδικασία εκτύπωσης, λόγω της μετατόπισης μεταξύ του stencil και του pad, εάν η μετατόπιση είναι πολύ μεγάλη, θα προκαλέσει τη ροή της πάστας συγκόλλησης έξω από το pad και είναι εύκολο να εμφανιστούν χάντρες κασσίτερου μετά τη θέρμανση. Η πίεση του άξονα Z στη διαδικασία τοποθέτησης είναι ένας σημαντικός λόγος για τις χάντρες κασσίτερου, στον οποίο συχνά δεν δίνεται προσοχή. Ορισμένες μηχανές στερέωσης τοποθετούνται σύμφωνα με το πάχος του εξαρτήματος, επειδή η κεφαλή του άξονα Z βρίσκεται σύμφωνα με το πάχος του εξαρτήματος, γεγονός που θα προκαλέσει την προσκόλληση του εξαρτήματος στην PCB και το μπουμπούκι κασσίτερου θα εξωθηθεί έξω από το δίσκο συγκόλλησης. Σε αυτήν την περίπτωση, το μέγεθος της χάντρας κασσίτερου που παράγεται είναι ελαφρώς μεγαλύτερο και η παραγωγή της χάντρας κασσίτερου μπορεί συνήθως να αποτραπεί με απλή επαναρύθμιση του ύψους του άξονα Z.

Υπάρχουν πολλοί λόγοι για την κακή διαβρεξιμότητα της συγκόλλησης, η ακόλουθη κύρια ανάλυση και οι σχετικές αιτίες και λύσεις που σχετίζονται με τη διαδικασία:

1. Ακατάλληλη ρύθμιση καμπύλης θερμοκρασίας επαναροής. Η επαναροή της πάστας συγκόλλησης σχετίζεται με τη θερμοκρασία και το χρόνο, και εάν δεν επιτευχθεί επαρκής θερμοκρασία ή χρόνος, η πάστα συγκόλλησης δεν θα επαναρρεύσει. Η θερμοκρασία στην περιοχή προθέρμανσης αυξάνεται πολύ γρήγορα και ο χρόνος είναι πολύ σύντομος, έτσι ώστε το νερό και ο διαλύτης μέσα στην πάστα συγκόλλησης να μην εξατμιστούν πλήρως, και όταν φτάσουν στη ζώνη θερμοκρασίας επαναροής, το νερό και ο διαλύτης βράζουν τις χάντρες κασσίτερου. Η πρακτική έχει αποδείξει ότι είναι ιδανικό να ελέγχεται ο ρυθμός αύξησης της θερμοκρασίας στην περιοχή προθέρμανσης στο 1 ~ 4℃/S.
2. Εάν οι χάντρες κασσίτερου εμφανίζονται πάντα στην ίδια θέση, είναι απαραίτητο να ελέγξετε τη δομή σχεδιασμού του μεταλλικού προτύπου. Η ακρίβεια διάβρωσης του μεγέθους ανοίγματος του προτύπου δεν μπορεί να πληροί τις απαιτήσεις, το μέγεθος του pad είναι πολύ μεγάλο και το υλικό της επιφάνειας είναι μαλακό (όπως χάλκινο πρότυπο), γεγονός που θα προκαλέσει το εξωτερικό περίγραμμα της τυπωμένης πάστας συγκόλλησης να είναι ασαφές και συνδεδεμένο μεταξύ τους, κάτι που συμβαίνει κυρίως στην εκτύπωση pad συσκευών με λεπτό βήμα και αναπόφευκτα θα προκαλέσει μεγάλο αριθμό χαντρών κασσίτερου μεταξύ των ακίδων μετά την επαναροή. Επομένως, θα πρέπει να επιλεγούν κατάλληλα υλικά προτύπων και διαδικασία κατασκευής προτύπων σύμφωνα με τα διαφορετικά σχήματα και τις κεντρικές αποστάσεις των γραφικών pad για να διασφαλιστεί η ποιότητα εκτύπωσης της πάστας συγκόλλησης.
3. Εάν ο χρόνος από το patch στη συγκόλληση με επαναροή είναι πολύ μεγάλος, η οξείδωση των σωματιδίων συγκόλλησης στην πάστα συγκόλλησης θα προκαλέσει την μη επαναροή της πάστας συγκόλλησης και την παραγωγή χαντρών κασσίτερου. Η επιλογή μιας πάστας συγκόλλησης με μεγαλύτερη διάρκεια ζωής (γενικά τουλάχιστον 4H) θα μετριάσει αυτό το αποτέλεσμα.
4. Επιπλέον, η τυπωμένη πλακέτα που έχει τυπωθεί εσφαλμένα με πάστα συγκόλλησης δεν καθαρίζεται επαρκώς, γεγονός που θα προκαλέσει την παραμονή της πάστας συγκόλλησης στην επιφάνεια της τυπωμένης πλακέτας και μέσω του αέρα. Παραμόρφωση της τυπωμένης πάστας συγκόλλησης κατά την προσάρτηση εξαρτημάτων πριν από τη συγκόλληση με επαναροή. Αυτές είναι επίσης οι αιτίες των χαντρών κασσίτερου. Επομένως, θα πρέπει να επιταχυνθεί η ευθύνη των χειριστών και των τεχνικών στη διαδικασία παραγωγής, να τηρούνται αυστηρά οι απαιτήσεις της διαδικασίας και οι διαδικασίες λειτουργίας για την παραγωγή και να ενισχυθεί ο ποιοτικός έλεγχος της διαδικασίας.

Ο κύριος λόγος για αυτό το φαινόμενο είναι ότι τα δύο άκρα του εξαρτήματος δεν θερμαίνονται ομοιόμορφα και η πάστα συγκόλλησης λιώνει διαδοχικά. Η ανομοιόμορφη θέρμανση και στα δύο άκρα του εξαρτήματος θα προκληθεί στις ακόλουθες περιπτώσεις:

1. Η κατεύθυνση διάταξης των εξαρτημάτων δεν έχει σχεδιαστεί σωστά. Φανταζόμαστε ότι υπάρχει μια γραμμή ορίου επαναροής κατά το πλάτος του φούρνου επαναροής, η οποία θα λιώσει μόλις η πάστα συγκόλλησης περάσει από αυτήν. Το ένα άκρο του ορθογώνιου στοιχείου τσιπ περνά πρώτα από τη γραμμή ορίου επαναροής και η πάστα συγκόλλησης λιώνει πρώτη και η μεταλλική επιφάνεια του άκρου του στοιχείου τσιπ έχει επιφανειακή τάση υγρού. Το άλλο άκρο δεν φτάνει στη θερμοκρασία υγρής φάσης των 183 ° C, η πάστα συγκόλλησης δεν λιώνει και μόνο η δύναμη συγκόλλησης του flux είναι πολύ μικρότερη από την επιφανειακή τάση της συγκόλλησης επαναροής, έτσι ώστε το άκρο του μη λιωμένου στοιχείου να είναι όρθιο. Επομένως, και τα δύο άκρα του εξαρτήματος θα πρέπει να διατηρούνται για να εισέλθουν στη γραμμή ορίου επαναροής ταυτόχρονα, έτσι ώστε η πάστα συγκόλλησης και στα δύο άκρα του pad να λιώνει ταυτόχρονα, σχηματίζοντας μια ισορροπημένη επιφανειακή τάση υγρού και διατηρώντας τη θέση του εξαρτήματος αμετάβλητη.
2. Ανεπαρκής προθέρμανση των τυπωμένων εξαρτημάτων κυκλώματος κατά τη συγκόλληση αέριας φάσης. Η αέρια φάση είναι η χρήση συμπύκνωσης υγρού αδρανούς ατμού στην ακίδα του εξαρτήματος και στο pad PCB, απελευθερώνοντας θερμότητα και λιώνοντας την πάστα συγκόλλησης. Η συγκόλληση αέριας φάσης χωρίζεται στη ζώνη ισορροπίας και τη ζώνη ατμού και η θερμοκρασία συγκόλλησης στη ζώνη κορεσμένου ατμού είναι τόσο υψηλή όσο 217 ° C. Στη διαδικασία παραγωγής, διαπιστώσαμε ότι εάν το εξάρτημα συγκόλλησης δεν είναι επαρκώς προθερμασμένο και η αλλαγή θερμοκρασίας πάνω από 100 ° C, η δύναμη αεριοποίησης της συγκόλλησης αέριας φάσης είναι εύκολο να επιπλεύσει το στοιχείο τσιπ του μεγέθους πακέτου μικρότερου από 1206, με αποτέλεσμα το φαινόμενο της κάθετης πλάκας. Με την προθέρμανση του συγκολλημένου εξαρτήματος σε ένα κουτί υψηλής και χαμηλής θερμοκρασίας στους 145 ~ 150℃ για περίπου 1 ~ 2 λεπτά και τελικά εισάγοντας αργά στην περιοχή κορεσμένου ατμού για συγκόλληση, το φαινόμενο της όρθιας πλάκας εξαλείφθηκε.
3. Η επίδραση της ποιότητας σχεδιασμού του pad. Εάν ένα ζεύγος μεγέθους pad του στοιχείου τσιπ είναι διαφορετικό ή ασύμμετρο, θα προκαλέσει επίσης την ασυνέπεια της ποσότητας της τυπωμένης πάστας συγκόλλησης, το μικρό pad ανταποκρίνεται γρήγορα στη θερμοκρασία και η πάστα συγκόλλησης σε αυτό είναι εύκολο να λιώσει, το μεγάλο pad είναι το αντίθετο, οπότε όταν η πάστα συγκόλλησης στο μικρό pad λιώνει, το εξάρτημα ισιώνεται υπό τη δράση της επιφανειακής τάσης της πάστας συγκόλλησης. Το πλάτος ή το κενό του pad είναι πολύ μεγάλο και το φαινόμενο της όρθιας πλάκας μπορεί επίσης να συμβεί. Ο σχεδιασμός του pad σε αυστηρή συμφωνία με την τυπική προδιαγραφή είναι η προϋπόθεση για την επίλυση του ελαττώματος.

Η γεφύρωση είναι επίσης ένα από τα κοινά ελαττώματα στην παραγωγή SMT, η οποία μπορεί να προκαλέσει βραχυκυκλώματα μεταξύ των εξαρτημάτων και πρέπει να επισκευαστεί όταν συναντηθεί η γέφυρα.

1. Το πρόβλημα ποιότητας της πάστας συγκόλλησης είναι ότι η περιεκτικότητα σε μέταλλο στην πάστα συγκόλλησης είναι υψηλή, ειδικά μετά από πολύ καιρό εκτύπωσης, η περιεκτικότητα σε μέταλλο είναι εύκολο να αυξηθεί. Το ιξώδες της πάστας συγκόλλησης είναι χαμηλό και ρέει έξω από το pad μετά την προθέρμανση. Κακή πτώση της πάστας συγκόλλησης, μετά την προθέρμανση στο εξωτερικό του pad, θα οδηγήσει σε γέφυρα ακίδων IC.
2. Το σύστημα εκτύπωσης της πρέσας εκτύπωσης έχει κακή ακρίβεια επανάληψης, ανομοιόμορφη ευθυγράμμιση και εκτύπωση πάστας συγκόλλησης σε χάλκινο πλατίνα, κάτι που παρατηρείται κυρίως στην παραγωγή QFP με λεπτό βήμα. Η ευθυγράμμιση της χαλύβδινης πλάκας δεν είναι καλή και η ευθυγράμμιση PCB δεν είναι καλή και το μέγεθος/πάχος του παραθύρου της χαλύβδινης πλάκας δεν είναι ομοιόμορφο με την επίστρωση κράματος σχεδιασμού pad PCB, με αποτέλεσμα μεγάλη ποσότητα πάστας συγκόλλησης, η οποία θα προκαλέσει συγκόλληση. Η λύση είναι να ρυθμίσετε την πρέσα εκτύπωσης και να βελτιώσετε το στρώμα επίστρωσης pad PCB.
3. Η πίεση κόλλησης είναι πολύ μεγάλη και η εμβάπτιση της πάστας συγκόλλησης μετά την πίεση είναι ένας κοινός λόγος στην παραγωγή και το ύψος του άξονα Z θα πρέπει να ρυθμιστεί. Εάν η ακρίβεια του patch δεν είναι αρκετή, το εξάρτημα μετατοπίζεται και η ακίδα IC παραμορφώνεται, θα πρέπει να βελτιωθεί για τον λόγο.
4. Η ταχύτητα προθέρμανσης είναι πολύ γρήγορη και ο διαλύτης στην πάστα συγκόλλησης αργεί να εξατμιστεί.

Το φαινόμενο τραβήγματος πυρήνα, γνωστό και ως φαινόμενο τραβήγματος πυρήνα, είναι ένα από τα κοινά ελαττώματα συγκόλλησης, το οποίο είναι πιο συνηθισμένο στη συγκόλληση με επαναροή αέριας φάσης. Το φαινόμενο αναρρόφησης πυρήνα είναι ότι η συγκόλληση διαχωρίζεται από το pad κατά μήκος της ακίδας και του σώματος του τσιπ, το οποίο θα σχηματίσει ένα σοβαρό φαινόμενο εικονικής συγκόλλησης. Ο λόγος θεωρείται συνήθως ότι είναι η μεγάλη θερμική αγωγιμότητα της αρχικής ακίδας, η ταχεία αύξηση της θερμοκρασίας, έτσι ώστε η συγκόλληση να προτιμά να βρέξει την ακίδα, η δύναμη διαβροχής μεταξύ της συγκόλλησης και της ακίδας είναι πολύ μεγαλύτερη από τη δύναμη διαβροχής μεταξύ της συγκόλλησης και του pad και η ανύψωση της ακίδας θα επιδεινώσει την εμφάνιση του φαινομένου αναρρόφησης πυρήνα. Στη συγκόλληση με επαναροή υπέρυθρων, το υπόστρωμα PCB και η συγκόλληση στο οργανικό flux είναι ένα εξαιρετικό μέσο απορρόφησης υπέρυθρων και η ακίδα μπορεί να αντανακλά μερικώς υπέρυθρες, σε αντίθεση, η συγκόλληση λιώνει κατά προτίμηση, η δύναμη διαβροχής της με το pad είναι μεγαλύτερη από τη διαβροχή μεταξύ αυτής και της ακίδας, επομένως η συγκόλληση θα ανέβει κατά μήκος της ακίδας, η πιθανότητα του φαινομένου αναρρόφησης πυρήνα είναι πολύ μικρότερη. Η λύση είναι: στη συγκόλληση με επαναροή αέριας φάσης, το SMA θα πρέπει πρώτα να προθερμανθεί πλήρως και στη συνέχεια να τοποθετηθεί στο φούρνο αέριας φάσης. Η συγκολλησιμότητα του pad PCB θα πρέπει να ελέγχεται και να διασφαλίζεται προσεκτικά και το PCB με κακή συγκολλησιμότητα δεν πρέπει να εφαρμόζεται και να παράγεται. Η συμπεπεδότητα των εξαρτημάτων δεν μπορεί να αγνοηθεί και οι συσκευές με κακή συμπεπεδότητα δεν πρέπει να χρησιμοποιούνται στην παραγωγή.

Μετά τη συγκόλληση, θα υπάρχουν ανοιχτοπράσινα φυσαλίδες γύρω από τους μεμονωμένους αρμούς συγκόλλησης και σε σοβαρές περιπτώσεις, θα υπάρχει μια φυσαλίδα στο μέγεθος ενός καρφιού, η οποία όχι μόνο επηρεάζει την ποιότητα της εμφάνισης, αλλά και επηρεάζει την απόδοση σε σοβαρές περιπτώσεις, που είναι ένα από τα προβλήματα που συμβαίνουν συχνά στη διαδικασία συγκόλλησης. Η βασική αιτία του αφρισμού της μεμβράνης αντίστασης συγκόλλησης είναι η παρουσία ατμού αερίου/νερού μεταξύ της μεμβράνης αντίστασης συγκόλλησης και του θετικού υποστρώματος. Ίχνη ατμού αερίου/νερού μεταφέρονται σε διαφορετικές διεργασίες και όταν συναντώνται υψηλές θερμοκρασίες, η διαστολή του αερίου οδηγεί στην απολέπιση της μεμβράνης αντίστασης συγκόλλησης και του θετικού υποστρώματος. Κατά τη συγκόλληση, η θερμοκρασία του pad είναι σχετικά υψηλή, επομένως οι φυσαλίδες εμφανίζονται πρώτα γύρω από το pad. Τώρα η διαδικασία επεξεργασίας πρέπει συχνά να καθαρίζεται, να στεγνώνει και στη συνέχεια να κάνει την επόμενη διαδικασία, όπως μετά τη χάραξη, θα πρέπει να στεγνώσει και στη συνέχεια να κολλήσει τη μεμβράνη αντίστασης συγκόλλησης, αυτή τη στιγμή εάν η θερμοκρασία ξήρανσης δεν είναι αρκετή θα μεταφέρει ατμό νερού στην επόμενη διαδικασία. Το περιβάλλον αποθήκευσης PCB δεν είναι καλό πριν από την επεξεργασία, η υγρασία είναι πολύ υψηλή και η συγκόλληση δεν στεγνώνει εγκαίρως. Στη διαδικασία συγκόλλησης κυμάτων, χρησιμοποιήστε συχνά μια αντίσταση flux που περιέχει νερό, εάν η θερμοκρασία προθέρμανσης PCB δεν είναι αρκετή, ο ατμός νερού στο flux θα εισέλθει στο εσωτερικό του υποστρώματος PCB κατά μήκος του τοιχώματος της οπής της διαμπερούς οπής και ο ατμός νερού γύρω από το pad θα εισέλθει πρώτα και αυτές οι καταστάσεις θα παράγουν φυσαλίδες μετά την αντιμετώπιση υψηλής θερμοκρασίας συγκόλλησης.

Η λύση είναι:

1. Όλες οι πτυχές θα πρέπει να ελέγχονται αυστηρά, το αγορασμένο PCB θα πρέπει να επιθεωρείται μετά την αποθήκευση, συνήθως υπό κανονικές συνθήκες, δεν θα πρέπει να υπάρχει φαινόμενο φυσαλίδων.
2. Το PCB θα πρέπει να αποθηκεύεται σε αεριζόμενο και ξηρό περιβάλλον, η περίοδος αποθήκευσης δεν υπερβαίνει τους 6 μήνες.
3. Το PCB θα πρέπει να προψηθεί στον φούρνο πριν από τη συγκόλληση 105℃/4H ~ 6H;